Programme Apollo

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Programme Apollo
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Premiers pas sur la Lune de Buzz Aldrin le 20 juillet 1969 lors de la mission Apollo 11 avec sa combinaison spatiale A7L.
Lancement de la fusée Saturn 5 de la mission Apollo 11.
Le centre de contr√īle de tir lors du lancement d'Apollo 12. √Ä l'√©poque les terminaux des contr√īleurs disposent d'interfaces rudimentaires (1969)
¬ę C‚Äôest un petit pas pour un homme, mais c‚Äôest un bond de g√©ant pour l‚ÄôHumanit√© ¬Ľ : l'homme foule pour la premi√®re fois le sol d'un autre astre (Neil Armstrong - Apollo 11)
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Neil Armstrong sur la Lune - Apollo 11 (info)

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Logo du programme Apollo.

Le programme Apollo est le programme spatial de la NASA men√© durant la p√©riode 1961 ‚Äď 1975 qui a permis aux √Čtats-Unis d'envoyer pour la premi√®re fois des hommes sur la Lune. Il fut lanc√© par John F. Kennedy le 25 mai 1961, essentiellement pour reconqu√©rir le prestige am√©ricain mis √† mal par les succ√®s de l'astronautique sovi√©tique, √† une √©poque o√Ļ la guerre froide entre les deux superpuissances battait son plein.

Le programme avait pour objectif de poser un homme sur la Lune avant la fin de la d√©cennie. Le 21 juillet 1969, cet objectif √©tait atteint par deux des trois membres d'√©quipage de la mission Apollo 11, Neil Armstrong et Buzz Aldrin. Cinq autres missions se sont pos√©es par la suite sur d'autres sites lunaires et y ont s√©journ√© jusqu'√† trois jours. Ces exp√©ditions ont permis de rapporter 382 kilogrammes de roche lunaire et de mettre en place plusieurs batteries d'instruments scientifiques. Les astronautes ont effectu√© des observations in situ au cours d'excursions sur le sol lunaire d'une dur√©e pouvant atteindre 8 heures, assist√©s √† partir d'Apollo 15 par un v√©hicule tout-terrain, le rover lunaire.

Aucun vol orbital am√©ricain n'avait encore √©t√© r√©alis√© en mai 1961. Pour remplir l'objectif fix√© par le pr√©sident, la NASA lan√ßa plusieurs programmes destin√©s √† pr√©parer les futures exp√©ditions lunaires : le programme Gemini pour mettre au point les techniques de vol spatial et des programmes de reconnaissance (Programme Surveyor, Ranger, etc.) pour, entre autres, cartographier les zones d'atterrissage et d√©terminer la consistance du sol lunaire. Pour atteindre la Lune, les responsables finirent par se rallier √† la m√©thode audacieuse du rendez-vous orbital lunaire, qui n√©cessitait de disposer de deux vaisseaux spatiaux dont le module lunaire destin√© √† l'atterrissage sur la Lune. La fus√©e g√©ante de 3 000 tonnes Saturn V, capable de placer en orbite basse 118 tonnes, fut d√©velopp√©e pour lancer les v√©hicules de l'exp√©dition lunaire. Le programme drainera un budget consid√©rable (135 milliards de dollars US valeur 2005 soit 3 % du PIB am√©ricain[1]) et mobilisera jusqu'√† 400 000 personnes. Deux accidents graves sont survenus au cours du projet : l'incendie au sol du vaisseau spatial Apollo 1 dont l'√©quipage p√©rit br√Ľl√© et qui entra√ģna un report de pr√®s de deux ans du calendrier et l'explosion d'un r√©servoir √† oxyg√®ne du vaisseau spatial Apollo 13 dont l'√©quipage surv√©cut en utilisant le module lunaire comme vaisseau de secours.

Les missions lunaires ont permis d'avoir une meilleure connaissance de notre satellite naturel. Le programme Apollo a favoris√© la diffusion d'innovations dans le domaine des sciences des mat√©riaux et a contribu√© √† l'essor de l'informatique ainsi que des m√©thodes de gestion de projet et de test. Les photos de la Terre, monde multicolore isol√© dans un espace hostile, ainsi que celles de la Lune, monde gris et mort, ont favoris√© une prise de conscience mondiale sur le caract√®re exceptionnel et fragile de notre plan√®te. Le programme est √† l'origine d'une scission dans la communaut√© scientifique et parmi les d√©cideurs entre partisans d'une exploration robotique jug√©e plus efficace et ceux pour qui l'exploration humaine a une forte valeur symbolique, qui justifie son surco√Ľt.

Sommaire

Le contexte

Le vol de Youri Gagarine le 12 avril 1961 a été le déclencheur du programme Apollo

La guerre froide

Article d√©taill√© : Guerre froide.

Durant les ann√©es 1950, la guerre froide bat son plein entre les √Čtats-Unis et l'Union sovi√©tique, les deux superpuissances de l'√©poque. Celle-ci se traduit par des affrontements militaires indirects (Guerre de Cor√©e), et une course aux armements qui porte notamment sur le d√©veloppement de missiles intercontinentaux porteurs de t√™tes militaires nucl√©aires capables d'atteindre le territoire national de l'adversaire. Les deux pays d√©veloppent ces fus√©es en s'appuyant largement sur les travaux et l'expertise de savants et techniciens allemands qui ont mis au point le premier engin de ce type lors de la Seconde Guerre mondiale, la fus√©e V2. L'Union sovi√©tique prend une certaine avance en r√©ussissant en 1956 le premier tir d'un missile intercontinental, la R-7 Semiorka, anc√™tre direct de la fus√©e Soyouz. Cette fus√©e de 280 tonnes est particuli√®rement puissante car elle doit emporter une bombe A pesant 5 tonnes. Les missiles am√©ricains √† longue port√©e d√©velopp√©s plus tardivement, car con√ßus pour lancer des bombes H techniquement plus avanc√©es donc beaucoup plus l√©g√®res (1,5 tonne), sont de taille plus r√©duite et sont encore en phase de mise au point √† la fin des ann√©es 1950[2].

La course à l'espace

Article d√©taill√© : Course √† l'espace.

En juillet 1955, les √Čtats-Unis et l'URSS annoncent, chacun de leur c√īt√©, qu'ils lanceront un satellite artificiel dans le cadre des travaux scientifiques pr√©vus pour l'Ann√©e g√©ophysique internationale (juillet 1957‚ÄĒd√©cembre 1958)[3]. D√©but 1956, le concepteur de la Semiorka, Sergue√Į Korolev, r√©ussit √† convaincre les dirigeants sovi√©tiques d'utiliser son missile comme lanceur spatial[4]. √Ä la surprise g√©n√©rale, le 4 octobre 1957, l'Union sovi√©tique est la premi√®re √† placer en orbite le satellite Spoutnik 1. L'opinion internationale est fascin√©e par cet √©v√©nement qui semble pr√©sager le d√©but d'une nouvelle √®re technique et scientifique. C'est un choc pour les responsables et l'opinion publique am√©ricains, jusqu'alors persuad√©s de leur sup√©riorit√© technique. Les dirigeants sovi√©tiques, d'abord surpris par l'impact de ce lancement, ne tardent pas √† comprendre le prestige international que le r√©gime peut retirer des succ√®s de sa politique spatiale ; ils d√©cident de se lancer dans un programme ambitieux[5].

√Ä la m√™me √©poque, le programme Vanguard, pendant am√©ricain du programme spatial russe lanc√© tardivement et trop ambitieux, encha√ģne les √©checs. L'√©quipe de Wernher von Braun parvient finalement √† lancer le premier satellite am√©ricain, Explorer 1, le 1er f√©vrier 1958 gr√Ęce au lanceur Juno I improvis√© √† partir d'un missile balistique Redstone. Mais la petite taille de la charge utile compar√©e √† celle de Spoutnik semble confirmer l'avance sovi√©tique. Bien que r√©ticent √† investir massivement dans le spatial civil, le pr√©sident am√©ricain Dwight D. Eisenhower d√©cide le 29 juillet 1958 de la cr√©ation d'une agence spatiale civile, la NASA, qui doit permettre de f√©d√©rer les efforts am√©ricains pour mieux contrer les r√©ussites sovi√©tiques : la course √† l'espace est lanc√©e[N 1]. La m√™me ann√©e voit le d√©but du programme Mercury qui doit permettre la mise en orbite des premi√®res missions habit√©es am√©ricaines.

Mais les Sovi√©tiques, qui disposent d'une avance importante et d'une fus√©e fiable pouvant emporter une grosse charge utile, continuent au cours des ann√©es suivantes de multiplier les premi√®res : premier √™tre vivant plac√© en orbite avec la chienne La√Įka (Spoutnik 2), premier satellite √† √©chapper √† l'attraction terrestre (Luna 1), premier satellite √† s'√©craser sur la Lune (Luna 2), premi√®re photo de la face cach√©e de la Lune (Luna 3), premier √™tre vivant √† revenir vivant apr√®s un s√©jour dans l'espace (les chiens Belka et Strelka de Spoutnik 5), premier survol de V√©nus (Venera 1).

Le lancement du programme Apollo

Le président Kennedy annonce le lancement du programme devant le Congrès américain, le 25 mai 1961

Lorsqu'il arrive au pouvoir en janvier 1961, le pr√©sident am√©ricain John F. Kennedy est, comme son pr√©d√©cesseur, peu enclin √† donner des moyens importants au programme spatial civil[6]. Mais le lancement du premier homme dans l'espace par les Sovi√©tiques (Youri Gagarine, 12 avril 1961) le convainc de la n√©cessit√© de disposer d'un programme spatial ambitieux pour r√©cup√©rer le prestige international perdu. L'√©chec du d√©barquement de la baie des Cochons (avril 1961) destin√© √† renverser le r√©gime de Fidel Castro install√© √† Cuba, qui √©corne un peu plus l'image des √Čtats-Unis aupr√®s des autres nations, contribue √©galement sans doute √† son changement de position[7].

John Kennedy demande √† son vice-pr√©sident Lyndon Johnson de lui d√©signer un objectif qui permettrait aux √Čtats-Unis de reprendre le leadership √† l'Union sovi√©tique. Parmi les pistes √©voqu√©es figurent la cr√©ation d'un laboratoire spatial dans l'espace et un simple survol lunaire. Le vice-pr√©sident, qui est un ardent supporter du programme spatial, lui r√©pond que la recherche et l'industrie am√©ricaine ont la capacit√© d'envoyer une mission habit√©e sur la Lune et lui recommande de retenir cet objectif[8]. Le 25 mai 1961, le pr√©sident annonce devant le Congr√®s des √Čtats-Unis le lancement d'un programme qui doit amener des astronautes am√©ricains sur le sol lunaire ¬ę avant la fin de la d√©cennie ¬Ľ[9],[N 2]. Il confirme sa d√©cision dans un autre discours rest√© c√©l√®bre, ¬ę we choose to go to the Moon ¬Ľ, le 12 septembre 1962.

La proposition du pr√©sident re√ßoit un soutien enthousiaste des √©lus de tous les horizons politiques ainsi que de l'opinion publique, traumatis√©s par les succ√®s de l'astronautique sovi√©tique[10]. Le premier budget du nouveau programme baptis√© Apollo ‚ÄĒ nom choisi par Abe Silverstein √† l'√©poque directeur des vols spatiaux habit√©s[11],[N 3] ‚ÄĒ est vot√© √† l'unanimit√© par le S√©nat am√©ricain. Les fonds allou√©s √† la NASA vont passer de 500 millions de dollars en 1960 √† 5,2 milliards de dollars en 1965, ann√©e de son budget le plus cons√©quent. La NASA, gr√Ęce aux qualit√©s manŇďuvri√®res de son administrateur James E. Webb, un vieux routier de la politique, put obtenir chaque ann√©e les fonds qu'elle souhaitait jusqu'au d√©barquement sur la Lune, m√™me lorsque le soutien des √©lus commen√ßa √† faiblir apr√®s 1963. James Webb sut en particulier s'assurer un appui solide aupr√®s du pr√©sident Lyndon B. Johnson qui avait succ√©d√© au pr√©sident Kennedy assassin√© en 1963[12].

Le développement du projet Apollo

Le choix de la m√©thode : le rendez-vous orbital lunaire

John Houbolt expliquant le scénario du LOR qu'il réussit à promouvoir non sans difficultés.

D√®s 1959 des √©tudes sont lanc√©es au sein de l'agence spatiale am√©ricaine dans une perspective √† long terme, sur la mani√®re de poser un engin habit√© sur la Lune. Trois sc√©narios principaux se d√©gagent[12] :

  • l'envoi direct d'un vaisseau sur la Lune (¬ę Direct Ascent ¬Ľ) : une fus√©e de forte puissance, de type Nova, envoie le vaisseau complet ; celui-ci atterrit sur la Lune puis en d√©colle avant de retourner sur la Terre ;
  • le rendez-vous orbital autour de la Terre (EOR pour ¬ę Earth-Orbit Rendez-vous ¬Ľ) : pour limiter les risques et le co√Ľt de d√©veloppement de la fus√©e Nova, les composants du vaisseau sont envoy√©s en orbite terrestre par deux ou plusieurs fus√©es moins puissantes. Ces diff√©rents √©l√©ments sont assembl√©s en orbite en utilisant √©ventuellement une station spatiale comme base arri√®re. Le d√©roulement du vol du vaisseau, par la suite, est similaire √† celui du premier sc√©nario ;
  • le rendez-vous orbital autour de la Lune (LOR pour ¬ę Lunar Orbital Rendez-vous ¬Ľ) : une seule fus√©e est requise mais le vaisseau spatial comporte deux sous-ensembles qui se s√©parent une fois que l'orbite lunaire est atteinte. Un module dit ¬ę lunaire ¬Ľ se pose sur la Lune avec deux des trois astronautes et en d√©colle pour ramener les astronautes jusqu'au module dit ¬ę de commande ¬Ľ, rest√© en orbite autour de la Lune, qui prend en charge le retour des astronautes vers la Terre. Cette solution permet d'√©conomiser du poids par rapport aux deux autres sc√©narios (beaucoup moins de combustible est n√©cessaire pour faire atterrir puis d√©coller les hommes sur la Lune) et permet de concevoir un vaisseau destin√© √† sa mission proprement lunaire. En outre, la fus√©e √† d√©velopper est moins puissante que celle requise par le premier sc√©nario.
Wernher von Braun, responsable du développement de la Saturn V, photographié devant le premier étage de la fusée.

Lorsque le pr√©sident am√©ricain John Kennedy donne √† la NASA, en 1961, l'objectif de faire atterrir des hommes sur la Lune avant la fin de la d√©cennie, l'√©valuation de ces trois m√©thodes est encore peu avanc√©e. L'agence spatiale manque d'√©l√©ments : elle n'a pas encore r√©alis√© un seul v√©ritable vol spatial habit√© (le premier vol orbital de la capsule Mercury n'a lieu qu'en septembre 1961). L'agence spatiale ne peut √©valuer l'ampleur des difficult√©s soulev√©es par les rendez-vous entre engins spatiaux et elle ne ma√ģtrise pas l'aptitude des astronautes √† supporter de longs s√©jours dans l'espace et √† y travailler ; ses lanceurs ont essuy√© par ailleurs une s√©rie d'√©checs qui l'incite √† la prudence dans ses choix techniques.

Aussi, bien que le choix de la méthode conditionne les caractéristiques des véhicules spatiaux et des lanceurs à développer et que tout retard pris dans cette décision pèse sur l'échéance, la NASA va mettre plus d'un an, passé en études et en débats, avant que le scénario du LOR soit finalement retenu.

Au d√©but de cette phase d'√©tude, la technique du rendez-vous orbital autour de la Lune (LOR) est la solution qui a le moins d'appui malgr√© les d√©monstrations d√©taill√©es de John C. Houbolt du Centre de Recherche de Langley, son plus ardent d√©fenseur. Aux yeux de beaucoup de sp√©cialistes et responsables de la NASA, le rendez-vous entre module lunaire et module de commande autour de la lune para√ģt instinctivement trop risqu√© : si les modules n'arrivent pas √† se rejoindre en orbite lunaire, les astronautes occupant le module lunaire n'ont pas le recours de freiner leur engin pour se laisser redescendre vers la Terre contrairement aux autres sc√©narios ; ils sont alors condamn√©s √† tourner ind√©finiment autour de la Lune. Les avantages du LOR, en particulier le gain sur la masse √† placer en orbite, ne sont pas appr√©ci√©s √† leur juste mesure. Toutefois, au fur et √† mesure que les autres sc√©narios sont approfondis, le LOR gagne en cr√©dibilit√©. Les partisans du vol direct ‚ÄĒ Max Faget et ses hommes du Centre des Vols Habit√©s se rendent compte de la difficult√© de faire atterrir un vaisseau complet sur le sol lunaire accident√© et aux caract√©ristiques incertaines[13]. Wernher von Braun, qui dirige l' √©quipe du Centre de vol spatial Marshall qui doit d√©velopper le lanceur et est partisan d'un rendez-vous orbital terrestre, finit lui-m√™me par √™tre convaincu que le LOR est le seul sc√©nario qui permettra de respecter l'√©ch√©ance fix√©e par le pr√©sident Kennedy[13].

Au d√©but de l'√©t√© 1962, alors que les principaux responsables de la NASA se sont tous convertis au LOR, ce sc√©nario se heurte au veto de Jerome B. Wiesner, conseiller scientifique du pr√©sident Kennedy. Le choix du LOR est finalement ent√©rin√© le 7 novembre 1962. D√®s juillet, 11 soci√©t√©s a√©rospatiales am√©ricaines sont sollicit√©es pour la construction du module lunaire sur la base d'un cahier des charges sommaire[14].

Un changement d'échelle

Le programme Apollo entra√ģne un changement d'√©chelle : comparaison des lanceurs et v√©hicules spatiaux des programmes Mercury, Gemini et Apollo
Le b√Ętiment d'assemblage (VAB) de la fus√©e Saturn V ; la fus√©e de 110 m√®tres de haut en cours de d√©placement donne l'√©chelle.
Le premier étage de la fusée Saturn V en cours de construction au centre de Michoud

Le 5 mai 1961, quelques jours apr√®s le lancement du programme Apollo, l'astronaute Alan Shepard effectue le premier vol spatial am√©ricain (mission Mercury 3). En fait, il s'agit d'un simple vol suborbital car la fus√©e Mercury-Redstone utilis√©e (il n'y a pas d'autre lanceur disponible) n'a pas une puissance suffisante pour placer en orbite la petite capsule spatiale Mercury d'une masse un peu sup√©rieure √† 1 tonne[N 4]. Le programme lunaire n√©cessite de pouvoir placer en orbite basse une charge utile de 120 tonnes. Le changement d'√©chelle qui en r√©sulte est particuli√®rement important : la NASA va passer de la fus√©e de 30 tonnes qui a lanc√© Alan Shepard aux 3 000 tonnes de Saturn V qui n√©cessitera de d√©velopper des moteurs d'une puissance aujourd'hui in√©gal√©e ainsi que des technologies nouvelles comme l'utilisation de l'hydrog√®ne liquide.

Les effectifs affect√©s au programme spatial civil vont cro√ģtre en proportion. Entre 1960 et 1963, le nombre d'employ√©s de la NASA passe de 10 000 √† 36 000 . Pour accueillir ses nouveaux effectifs et disposer d'installations adapt√©es au programme lunaire, la NASA cr√©e trois nouveaux centres enti√®rement affect√©s au programme Apollo aux p√©rim√®tres pr√©cis√©ment d√©limit√©s :

Le Manned Spacecraft Center (MSC)[N 5], √©difi√© en 1962 pr√®s de Houston au Texas, est destin√© √† la conception et la qualification des vaisseaux spatiaux (module lunaire et CSM), l'entra√ģnement des astronautes et le suivi des missions √† partir de leur d√©collage. Parmi les installations pr√©sentes sur le site, on trouve le centre de contr√īle des missions, les simulateurs de vol et des √©quipements destin√©s √† simuler les conditions spatiales et utilis√©s pour tester les livraisons des industriels. Le centre est dirig√© par Robert Gilruth, ancien ing√©nieur de la NACA, qui joue un r√īle de premier plan pour l'activit√© des vols habit√©s am√©ricains depuis 1958. Contrairement aux deux autres √©tablissements cr√©√©s pour le programme Apollo, le MSC est activ√© d√®s le programme Gemini. Il emploie en 1964 15 000 personnes dont 10 000 employ√©s de soci√©t√©s a√©rospatiales[15],[16].

Le Centre de vol spatial Marshall (George C. Marshall Space Flight Center ou MSFC) est une ancienne installation de l'Arm√©e de Terre (Redstone Arsenal) situ√©e pr√®s de Huntsville dans l'Alabama transf√©r√©e en 1960 √† la NASA avec les sp√©cialistes en majorit√© allemands de missiles balistiques dirig√©s par Wernher von Braun qui y travaillaient. Von Braun en restera le responsable jusqu'en 1970. Le centre est sp√©cialis√© dans la conception et la qualification des lanceurs de la famille Saturn. On y trouve des bancs d'essais, des bureaux d'√©tude et des installations d'assemblage. Les premiers exemplaires de la fus√©e Saturn I y sont construits avant que le reste de la production soit confi√© √† l'industrie. Il emploiera jusqu'√† 20 000 personnes[15],[17].

Le Centre spatial Kennedy (KSC), situ√© sur l'√ģle Meritt en Floride, est le site d'o√Ļ sont lanc√©es les fus√©es g√©antes du programme Apollo. La NASA qui a besoin d'installations √† l'√©chelle de la fus√©e Saturn V met en construction en 1963 cette nouvelle base de lancement qui jouxte celle de Cape Canaveral appartenant √† l'Arm√©e de l'Air am√©ricaine et d'o√Ļ sont parties, jusqu'alors, toutes les missions habit√©es et les sondes spatiales de l'agence spatiale[18]. Le centre effectue la qualification de la fus√©e assembl√©e (¬ę all up ¬Ľ) et contr√īle les op√©rations sur le lanceur jusqu'√† son d√©collage. Il emploie en 1965 environ 20 000 personnes. Au cŇďur du centre spatial, le complexe de lancement 39 comporte 2 aires de lancement et un immense b√Ętiment d'assemblage, le VAB (hauteur 140 m√®tres), dans lequel plusieurs fus√©es Saturn V peuvent √™tre pr√©par√©es en parall√®le. Plusieurs plates-formes de lancement mobiles permettent de transporter la fus√©e Saturn assembl√©e jusqu'au site de lancement. Le premier lancement depuis le nouveau terrain est celui d'Apollo 4 en 1967. Jusqu'en 2011, le complexe √©tait utilis√© pour lancer la navette spatiale am√©ricaine[15],[19].

D'autres √©tablissements de la NASA, jouent un r√īle moins direct ou ne consacrent qu'une partie de leur activit√© au programme Apollo. En 1961, le Centre spatial John C. Stennis est √©difi√© dans l'√Čtat du Mississippi. Le nouveau centre dispose de bancs d'essais utilis√©s pour tester les moteurs-fus√©es d√©velopp√©s pour le programme[20]. L'Ames Research Center est un centre de recherche ancien (1939) situ√© en Californie dont les souffleries sont utilis√©es pour mettre au point la forme de la capsule Apollo en vue de sa rentr√©e dans l'atmosph√®re terrestre. Le Langley Research Center (1914), situ√© √† Hampton (Virginie) abrite √©galement de nombreuses souffleries. Il a servi jusqu'en 1963 de si√®ge au MSC et continue, par la suite, √† abriter certains simulateurs du programme. Le Jet Propulsion Laboratory (1936), pr√®s de Los Angeles (Californie), est sp√©cialis√© dans le d√©veloppement des sondes spatiales. C'est dans ce centre que sont con√ßues les familles de sondes spatiales qui vont permettre de reconna√ģtre l'environnement lunaire (programme Surveyor, etc.)[21].

Le r√īle de l'industrie astronautique

Les principales entreprises de l'astronautique sont fortement impliqu√©es dans le programme qui se traduit par un accroissement consid√©rable des effectifs ‚ÄĒ le personnel affect√© aux projets de la NASA passe durant cette p√©riode de 36 500 √† 376 500 ‚ÄĒ et la construction d'√©tablissements de grande taille. La soci√©t√© californienne North American, avionneur c√©l√®bre pour avoir construit les B-25 et le chasseur Mustang durant la Seconde Guerre mondiale, va jouer un r√īle central dans le programme. L'arr√™t et l'√©chec de plusieurs projets a√©ronautiques ont conduit son pr√©sident √† miser sur le d√©veloppement de l'astronautique. La soci√©t√© s'est d√©j√† distingu√©e dans le domaine en produisant l'avion fus√©e X-15. Pour le programme Apollo, la soci√©t√© fournit pratiquement tous les composants sensibles hormis le module lunaire qui est confi√© √† la soci√©t√© Grumman implant√©e √† Bethpage, Long Island (√Čtat de New York). La division moteur Rocketdyne de North American fabrique les deux principaux moteurs-fus√©es les J-2 et F-1 dans l'usine de Canoga Park, tandis que sa division Espace construit le deuxi√®me √©tage de la Saturn V √† Seal Beach et le module de commande et de service Apollo √† Downey. L'incendie du vaisseau Apollo 1 et de nombreux probl√®mes rencontr√©s dans le d√©veloppement du programme entra√ģneront la fusion de North American avec la soci√©t√© Rockwell Standard Corporation en 1967 ; le nouveau groupe d√©veloppera dans les ann√©es 1970-1980 la navette spatiale am√©ricaine avant d'√™tre absorb√© en 1996 par Boeing. La soci√©t√© McDonnell Douglas construit le troisi√®me √©tage de la Saturn V √† Huntington Beach en Californie tandis que le premier √©tage est construit dans l'√©tablissement de Michoud (Louisiane) de la NASA par la soci√©t√© Chrysler Corporation. Parmi les fournisseurs de premier plan figure le laboratoire des instruments du Massachusetts Institute of Technology (MIT) qui con√ßoit le syst√®me de pilotage et de navigation des deux vaisseaux habit√©s Apollo[22].

Un défi technique et organisationnel sans précédent

Le projet Apollo a constitu√© un d√©fi sans pr√©c√©dent sur le plan de la technique et de l'organisation : il fallait mettre au point un lanceur spatial dont le gigantisme g√©n√©rait des probl√®mes jamais rencontr√©s jusque l√†, deux nouveaux moteurs innovants par leur puissance (F-1) ou leur technologie (J-2), des vaisseaux spatiaux d'une grande complexit√© avec une exigence de fiabilit√© √©lev√©e (probabilit√© de perte de l'√©quipage inf√©rieure √† 0,1 %) et un calendrier tr√®s tendu (8 ans entre le d√©marrage du programme Apollo et la date butoir fix√©e par le pr√©sident Kennedy pour le premier atterrissage sur la Lune d'une mission habit√©e). Le programme a connu de nombreux d√©boires durant la phase de d√©veloppement qui ont tous √©t√© r√©solus gr√Ęce √† la mise √† disposition de ressources financi√®res exceptionnelles avec un point culminant en 1966 (5,5 % du budget f√©d√©ral allou√© √† la NASA), mais √©galement une mobilisation des acteurs √† tous les niveaux et la mise au point de m√©thodes organisationnelles (planification, gestion de crises, gestion de projet) qui ont fait √©cole par la suite dans le monde de l'entreprise.

Budget de la NASA entre 1959 et 1970 (en milliards de dollars)[23],[24]
Année 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970
Budget du programme Apollo 0,535 1,285 2,27 2,51 2,97 2,91 2,556 2,025 1,75
Budget total de la NASA 0,145 0,401 0,744 1,257 2,552 4,171 5,093 5,933 5,426 4,724 4,253 3,755
Budget NASA en %
du budget de l'√Čtat f√©d√©ral
0,2 0,5 0,9 1,4 2,8 4,3 5,3 5,5 3,1 2,4 2,1 1,7

La mise au point du moteur F-1, d'architecture conventionnelle mais d'une puissance exceptionnelle (2,5 tonnes d'ergols br√Ľl√©s par seconde) fut tr√®s longue √† cause de probl√®mes d'instabilit√© au niveau de la chambre de combustion qui ne furent r√©solus qu'en combinant √©tudes empiriques (comme l'utilisation de petites charges explosives dans la chambre de combustion) et travaux de recherche fondamentale[25]. Le deuxi√®me √©tage de la fus√©e Saturn V, qui constituait d√©j√† un tour de force technique du fait de la taille de son r√©servoir d'hydrog√®ne, eut beaucoup de mal √† faire face √† la cure d'amaigrissement impos√©e par l'augmentation de la charge utile au fur et √† mesure de son d√©veloppement[26]. Mais les difficult√©s les plus importantes touch√®rent les deux modules habit√©s du programme : le CSM et le module lunaire Apollo. Le lancement du d√©veloppement du module lunaire avait pris un an de retard √† cause des atermoiements sur le sc√©nario du d√©barquement lunaire. Il s'agissait d'un engin enti√®rement nouveau pour lequel aucune exp√©rience ant√©rieure ne pouvait √™tre utilis√©e, par ailleurs tr√®s complexe du fait de son r√īle. Les probl√®mes multiples ‚ÄĒ masse nettement sup√©rieure aux pr√©visions initiales, difficult√© de mise au point des logiciels indispensables √† la mission, qualit√© d√©ficiente, motorisation ‚ÄĒ entra√ģn√®rent des retards tellement importants qu'ils mirent √† un moment en danger la tenue de l'√©ch√©ance du programme tout entier[27],[28],[29],[30].

Les tests prennent une importance consid√©rable dans le cadre du programme puisqu'ils repr√©sentent pr√®s de 50 % de la charge de travail totale. L'avanc√©e de l'informatique permet pour la premi√®re fois dans un programme astronautique, de d√©rouler automatiquement la s√©quence des tests et l'enregistrement des mesures de centaines de param√®tres (jusqu'√† 1000 pour un √©tage de la fus√©e Saturn V) ce qui permet aux ing√©nieurs de se concentrer sur l'interpr√©tation des r√©sultats et r√©duit la dur√©e des phases de qualification. Chaque √©tage de la fus√©e Saturn V subit ainsi quatre s√©quences de test : un test sur le site du constructeur, deux sur le site du MSFC, avec et sans mise √† feu avec des s√©quences de test par sous-syst√®me puis r√©p√©tition du compte √† rebours et un test d'int√©gration enfin au centre spatial Kennedy une fois la fus√©e assembl√©e[31].

Les astronautes : recrutement, r√īle et entra√ģnement

L'équipage d'Apollo 8 (de gauche à droite James A. Lovell Jr., William A. Anders et Frank Borman) devant un des simulateurs du Centre spatial Kennedy

Le premier groupe de 7 astronautes s√©lectionn√©s pour le programme Mercury avait √©t√© recrut√© parmi les pilotes d'essais militaires ayant un dipl√īme de niveau minimum licence dans des domaines touchant √† l'ing√©nierie, √Ęg√©s de moins de 40 ans et satisfaisant une batterie de crit√®res physiques et psychologiques. Les vagues de recrutement effectu√©es en 1962 (9 astronautes du groupe 2), 1963 (14 astronautes du groupe 3) et 1966 (15 astronautes du groupe 5) utilisent les m√™mes crit√®res de s√©lection en abaissant l'√Ęge √† 35 puis 34 ans, diminuant l'exigence en nombre d'heures de vol et √©largissant la gamme des dipl√īmes accept√©s. En parall√®le, deux groupes d'astronautes scientifiques d√©tenteurs d'un doctorat sont recrut√©s en 1965 (groupe 4) et 1967 (groupe 6) dont un seul volera[32].

Les astronautes passent beaucoup de temps dans les simulateurs du CSM et du module lunaire mais re√ßoivent √©galement, entre autres, des cours d'astronomie pour la navigation astronomique, de g√©ologie pour les pr√©parer √† l'identification des roches lunaires et de photographie. Ils passent de nombreuses heures de vol sur des avions d'entra√ģnement √† r√©action T-38 pour maintenir leur comp√©tence de pilote (3 astronautes du groupe 3 se tueront en s'entra√ģnant sur T-38). Ils sont impliqu√©s tr√®s en amont dans le processus de conception et de mise au point des vaisseaux habit√©s[33]. Enfin, on leur demande de consacrer une partie de leur temps √† des t√Ęches de relations publiques qui se traduisent par des tourn√©es dans les entreprises qui participent au projet. Deke Slayton joue un r√īle officieux mais effectif de chef des astronautes en s√©lectionnant les √©quipages de chaque mission et d√©fendant le point de vue des astronautes durant l'√©laboration du projet et des missions[34].

Les v√©hicules spatiaux Apollo sont initialement con√ßus pour donner une autonomie compl√®te √† l'√©quipage en cas de coupure des communications avec le centre de contr√īle √† Terre. Cette autonomie procur√©e par les programmes du syst√®me de navigation et de pilotage sera dans les faits fortement r√©duite lorsque les proc√©dures suivies par les missions Apollo seront fig√©es : c'est le contr√īle au sol √† Houston qui fournira les principaux param√®tres tels que la position du vaisseau spatial ainsi que le vecteur de la pouss√©e avant chaque allumage des moteurs. Houston dispose au moment des premiers vols vers la Lune de moyens de calcul plus puissants et, gr√Ęce √† la t√©l√©m√©trie, conna√ģt parfaitement la position des vaisseaux et leur trajectoire. Une fois une phase de vol engag√©e, c'est toutefois √† l'ordinateur de bord d'appliquer les corrections n√©cessaires en se basant sur ses capteurs et ses capacit√©s de calcul. Par ailleurs, l'ordinateur joue un r√īle essentiel pour le contr√īle des moteurs (fonction autopilote) et g√®re de nombreux sous-syst√®mes, ce qui lui vaut le surnom de quatri√®me homme de l'√©quipage[35]. Sans l'ordinateur, les astronautes n'auraient pu poser le module lunaire sur la Lune car lui seul pouvait optimiser suffisamment la consommation de carburant pour se contenter des faibles marges disponibles[36].

La recherche de fiabilité

Le retour sur Terre d'Apollo 15. Un des parachutes s'est mis en torche mais leur dimension avait été prévue pour que deux suffisent

La NASA est, d√®s le lancement du projet, tr√®s sensible aux probl√®mes de fiabilit√©. L'envoi d'astronautes sur le sol lunaire est une entreprise beaucoup plus risqu√©e que les vols spatiaux autour de la Terre. Pour les missions en orbite terrestre, en cas d'incident grave, le retour est assur√© relativement facilement par une br√®ve pouss√©e des r√©trofus√©es. Par contre, une fois que le vaisseau a quitt√© l'orbite terrestre, un retour des astronautes sur Terre n√©cessite que les principaux sous-syst√®mes ne connaissent aucune d√©faillance. De mani√®re assez empirique, la NASA avait d√©termin√© que les composants du vaisseau devaient permettre d'atteindre une probabilit√© de succ√®s de mission de 99 % tandis que la probabilit√© de perte de l'√©quipage devait √™tre inf√©rieure √† 0,1 % en ne tenant pas compte des micro-m√©t√©orites et des rayons cosmiques dont les effets √©taient mal connus √† l'√©poque[37],[N 6]. L'architecture des sous-syst√®mes et la qualit√© des composants √©l√©mentaires des v√©hicules et du lanceur devaient donc respecter ces objectifs.

Des choix techniques garantissant une grande fiabilit√© sont retenus sur le module lunaire comme sur le module de commande et de service. Les ergols liquides utilis√©s par les moteurs sont hypergoliques, c'est-√†-dire qu'ils s'enflamment spontan√©ment quand ils sont mis en contact et ne sont pas √† la merci d'un syst√®me d'allumage d√©faillant. Leur mise sous pression est effectu√©e classiquement gr√Ęce √† de l'h√©lium supprimant le recours √† une fragile turbopompe. Pour parvenir au taux de fiabilit√© vis√© sur les autres sous-syst√®mes, la NASA envisage d'abord de donner aux astronautes la possibilit√© de r√©parer les composants d√©faillants. Mais ce choix suppose de former les astronautes √† des syst√®mes nombreux et complexes, d'emporter des outils et des pi√®ces de rechange et de rendre accessibles les composants √† r√©parer, ce qui les rend vuln√©rables √† l'humidit√© et √† la contamination. La NASA renonce √† cette solution en 1964[38] et d√©cide d'int√©grer dans la conception du vaisseau des solutions de contournement permettant de pallier toute anomalie affectant un sous-syst√®me critique.

En cas de panne, des syst√®mes de secours prennent le relais dans un mode plus ou moins d√©grad√©. Ainsi, le syst√®me de navigation du module lunaire (ordinateur et syst√®me inertiel) est doubl√© par un syst√®me de secours d√©velopp√© par un autre constructeur pour √©viter qu'une m√™me faille logicielle mette en panne les deux syst√®mes. Les quatre groupes de moteurs de contr√īle d'attitude sont regroup√©s par paires ind√©pendantes, chacune d'entre elles pouvant couvrir le besoin en mode d√©grad√©. Le syst√®me de r√©gulation thermique est doubl√©. Les circuits d'alimentation √©lectrique sont √©galement doubl√©s. L'antenne de t√©l√©communications en bande S peut √™tre remplac√©e par deux antennes plus petites en cas de d√©faillance. Il n'y a n√©anmoins pas de parade √† une panne de moteur : seuls des tests pouss√©s avec un maximum de r√©alisme peuvent permettre d'atteindre le taux de fiabilit√© attendu. Des solutions techniques conservatrices mais √©prouv√©es sont dans certains cas retenues. C'est le cas de l'√©nergie √©lectrique sur le module lunaire (choix des batteries), des syst√®mes pyrotechniques (choix de syst√®mes existants standardis√©s et √©prouv√©s) ainsi que l'√©lectronique de bord (les circuits int√©gr√©s, bien qu'accept√©s dans les ordinateurs, ne sont pas retenus pour le reste de l'√©lectronique).

Selon Neil Armstrong, les responsables du projet avaient calcul√© qu'il y aurait environ 1 000 anomalies √† chaque mission Apollo (fus√©e, CSM et LEM), chiffre extrapol√© du nombre de composants et du taux de fiabilit√© exig√© des constructeurs. Il y en aura en fait en moyenne 150[N 7], ce que Armstrong attribue √† l'implication exceptionnellement forte des personnes ayant travaill√© sur le projet[39].

Le programme lunaire soviétique en toile de fond

Article d√©taill√© : Programme lunaire habit√© sovi√©tique.
Pour compenser la puissance plus faible du lanceur N-1, les Soviétiques avaient conçu un module lunaire beaucoup plus léger (ici à gauche du module américain) transportant un seul cosmonaute

Depuis Spoutnik 1, les dirigeants de l'Union Sovi√©tique et les responsables du programme spatial sovi√©tique avaient toujours fait en sorte de maintenir leur avance sur le programme am√©ricain. Il ne faisait aucun doute dans l'esprit des dirigeants am√©ricains comme dans celui de l'opinion publique que l'URSS allait lancer son propre programme de vol habit√© vers la Lune et tenter de r√©ussir avant les √Čtats-Unis pour conserver le prestige associ√© √† leur domination durant la premi√®re phase de la course √† l'espace. N√©anmoins, apr√®s une d√©claration publique en 1961 d'un dirigeant sovi√©tique semblant relever le d√©fi, aucune information officielle ne filtrera plus sur l'existence d'un programme lunaire habit√© sovi√©tique au point de susciter le doute sur son existence chez certains repr√©sentants du congr√®s am√©ricain qui commenc√®rent, pour cette raison, √† contester le budget allou√© au programme Apollo √† compter de 1963[40]. Cependant, pour les dirigeants de la NASA, la menace d'une r√©ussite sovi√©tique exer√ßa une pression constante sur le calendrier du programme Apollo[N 8] : la d√©cision de lancer la mission circumlunaire Apollo 8, alors que le vaisseau spatial Apollo n'√©tait pas compl√®tement qualifi√©, constituait une certaine prise de risque, qui avait √©t√© largement motiv√©e par la crainte de se faire devancer par les Sovi√©tiques. Certains indices contribu√®rent par la suite √† diminuer la pression sur les d√©cideurs de la NASA dans la derni√®re ligne droite qui pr√©c√©da le lancement d'Apollo 11. Au cours des ann√©es 1970, aucune information ne filtra sur la r√©alit√© du programme sovi√©tique et dans l'atmosph√®re de d√©senchantement qui suivit la fin du programme Apollo, le c√©l√®bre journaliste am√©ricain Walter Cronkite annon√ßa gravement √† son public que l'argent d√©pens√© pour celui-ci avait √©t√© gaspill√©, car ¬ę les Russes n'avaient jamais √©t√© dans la course ¬Ľ[41]. Ce n'est qu'avec la glasnost √† la fin des ann√©es 1980 que commenceront √† para√ģtre quelques informations sur le sujet et il fallut attendre la chute de l'URSS pour que la r√©alit√© du programme lunaire sovi√©tique soit reconnue par les dirigeants russes.

√Ä compter du d√©but des ann√©es 1960, le programme spatial habit√© sovi√©tique, si performant jusque l√†, tourne √† la confusion. Sergue√Į Korolev, √† l'origine des succ√®s les plus √©clatants de l'astronautique sovi√©tique, commence √† concevoir √† cette √©poque la fus√©e g√©ante N-1 pour laquelle il r√©clame le d√©veloppement de moteurs cryog√©niques performants (c'est-√†-dire utilisant de l'hydrog√®ne comme ceux en cours de d√©veloppement chez les Am√©ricains) mais se heurte au refus de Valentin Glouchko qui poss√®de un monopole sur la fabrication des moteurs-fus√©es. Aucun programme lunaire n'est lanc√© en 1961 car les responsables sovi√©tiques sont persuad√©s que la NASA court √† l'√©chec[42]. Le premier secr√©taire du PCUS Nikita Khrouchtchev demande en juin 1961 √† son prot√©g√© Vladimir Chelomei[43], rival de Korolev, de d√©velopper un lanceur, le Proton et un vaisseau LK-1 (LK pour Lounny√Į korabl' - –õ—É–Ĺ–Ĺ—č–Ļ –ļ–ĺ—Ä–į–Ī–Ľ—Ć - vaisseau lunaire) en vue d'un vol habit√© circumlunaire. Korolev riposte en proposant une mission de d√©barquement lunaire bas√©e sur un vaisseau concurrent, le Soyouz (–°–ĺ—é–∑), apte √† des rendez-vous en orbite et un module d'atterrissage L3. Constatant les progr√®s am√©ricains, Khrouchtchev d√©cide finalement le 3 ao√Ľt 1964, avec 3 ans de retard, de lancer la cosmonautique sovi√©tique dans la course √† la Lune : les programmes Proton (–ü—Ä–ĺ—ā–ĺŐĀ–Ĺ) / Zond (–ó–ĺ–Ĺ–ī, ¬ę sonde ¬Ľ) de survol de la Lune par une sonde inhabit√©e et N1-L3 de d√©barquement d‚Äôun cosmonaute sur la Lune de Korolev re√ßoivent alors le feu vert du Politburo[44]. Toutefois, le limogeage de Khrouchtchev, remplac√© par L√©onid Brejnev √† la t√™te du Parti communiste de l'URSS en octobre de la m√™me ann√©e, se traduit par de nouveaux atermoiements et des probl√®mes dans la r√©partition des ressources budg√©taires entre les deux programmes[45].

Gravement handicap√© par la mort de Korolev en 1966 et par l'insuffisance des moyens financiers, le d√©veloppement de la fus√©e N-1 rencontre des probl√®mes majeurs (4 vols, 4 √©checs en 1969-1971) qui conduisent √† son abandon le 2 mai 1974. C'est la fin des ambitions lunaires de l'URSS[46]. Le lanceur Proton comme le vaisseau Soyouz apr√®s des d√©buts laborieux jouent aujourd'hui un r√īle central dans le programme spatial russe.

Les composants du programme Apollo

Lancement de la fusée Saturn V transportant l'équipage d'Apollo 11 qui sera le premier à se poser sur la Lune.
Le moteur cryogénique J2 développé à compter de 1961 pour la propulsion des étages supérieurs de la fusée Saturn.

Les principaux composants du programme Apollo sont la famille de lanceurs Saturn ainsi que les deux vaisseaux habit√©s : le CSM et le module lunaire. Pour le s√©jour sur la Lune, un v√©hicule est d√©velopp√© ainsi qu'un ensemble d'instruments scientifiques, l'ALSEP.

Les fusées Saturn

Articles d√©taill√©s : Saturn I, Saturn IB et Saturn V.

Trois types de lanceurs sont d√©velopp√©s dans le cadre du programme Apollo : Saturn I qui va permettre de confirmer la ma√ģtrise du m√©lange LOX/LH2, Saturn IB utilis√© pour les premiers tests du vaisseau Apollo en orbite terrestre et enfin, le lanceur lourd Saturn V dont les performances exceptionnelles et jamais d√©pass√©es depuis, permettront les missions lunaires.

Un lanceur lourd pour les satellites militaires

Les d√©buts de la famille de lanceurs Saturn sont ant√©rieurs au programme Apollo et √† la cr√©ation de la NASA. D√©but 1957, le D√©partement de la D√©fense (DOD) am√©ricain identifie un besoin pour un lanceur lourd permettant de placer en orbite des satellites de reconnaissance et de t√©l√©communications pesant jusqu'√† 18 tonnes. √Ä cette √©poque, les lanceurs am√©ricains les plus puissants en cours de d√©veloppement peuvent tout au plus lancer 1,5 tonne en orbite basse car ils d√©rivent de missiles balistiques beaucoup plus l√©gers que leurs homologues sovi√©tiques. En 1957, Wernher von Braun et son √©quipe d'ing√©nieurs, venus comme lui d'Allemagne, travaillent √† la mise au point des missiles intercontinentaux Redstone et Jupiter au sein de l'Army Ballistic Missile Agency (ABMA), un service de l'Arm√©e de Terre situ√© √† Huntsville (Alabama). Cette derni√®re lui demande de concevoir un lanceur permettant de r√©pondre √† la demande du DOD. Von Braun propose un engin, qu'il baptise Super-Jupiter, dont le premier √©tage, constitu√© de 8 √©tages Redstone regroup√©s en fagot autour d'un √©tage Jupiter, fournit les 680 tonnes de pouss√©e n√©cessaires pour lancer les satellites lourds. La course √† l'espace, qui d√©bute fin 1957, d√©cide le DOD, apr√®s examen de projets concurrents, √† financer en ao√Ľt 1958 le d√©veloppement de ce nouveau premier √©tage rebaptis√© Juno V puis finalement Saturn (la plan√®te situ√©e au-del√† de Jupiter). Le lanceur utilise, √† la demande du DOD, 8 moteurs-fus√©es H-1 simple √©volution du propulseur utilis√© sur la fus√©e Jupiter, ce qui doit permettre une mise en service rapide[47].

La récupération du projet Saturn par la NASA

Durant l'√©t√© 1958, la NASA, qui vient tout juste d'√™tre cr√©√©e, identifie le lanceur comme un composant cl√© de son programme spatial. Mais d√©but 1959, le D√©partement de la D√©fense d√©cide d'arr√™ter ce programme co√Ľteux dont les objectifs sont d√©sormais couverts par d'autres lanceurs en d√©veloppement. La NASA obtient le transfert en son sein du projet et des √©quipes de von Braun fin 1959 ; celui-ci est effectif au printemps 1960 et la nouvelle entit√© de la NASA prend le nom de Centre de vol spatial Marshall (George C. Marshall Space Flight Center MSFC).

La question des √©tages sup√©rieurs du lanceur √©tait jusque l√† rest√©e en suspens : l'utilisation d'√©tages de fus√©e existants, trop peu puissants et d'un diam√®tre trop faible, n'√©tait pas satisfaisante. Fin 1959, un comit√© de la NASA travaille sur l'architecture des futurs lanceurs de la NASA. Son animateur, Abe Silverstein, responsable du centre de recherche Lewis et partisan de la propulsion par des moteurs utilisant le couple hydrog√®ne/oxyg√®ne en cours d'exp√©rimentation sur la fus√©e Atlas-Centaur, r√©ussit √† convaincre un von Braun r√©ticent d'en doter les √©tages sup√©rieurs de la fus√©e Saturn. Le comit√© identifie dans son rapport final six configurations de lanceur de puissance croissante (cod√©s A1 √† C3) permettant de r√©pondre aux objectifs de la NASA tout en proc√©dant √† une mise au point progressive du mod√®le le plus puissant. Le centre Marshall √©tudie en parall√®le √† l'√©poque un lanceur hors normes capable d'envoyer une mission vers la Lune : cette fus√©e baptis√©e Nova, est dot√©e d'un premier √©tage fournissant 5 300 tonnes de pouss√©e et est capable de lancer 81,6 tonnes sur une trajectoire interplan√©taire[47].

Les Saturn IB et V dans leurs configurations définitives

Lorsque le pr√©sident Kennedy acc√®de au pouvoir d√©but 1961, les configurations du lanceur Saturn sont toujours en cours de discussion, refl√©tant l'incertitude sur les missions futures du lanceur. Toutefois, d√®s juillet 1960, Rocketdyne, s√©lectionn√© par la NASA, avait d√©marr√© les √©tudes sur le moteur J-2 consommant hydrog√®ne et oxyg√®ne et d'une pouss√©e de 89 tonnes retenu pour propulser les √©tages sup√©rieurs. Le m√™me motoriste travaillait depuis 1956, initialement √† la demande de l'arm√©e de l'Air, sur l'√©norme moteur F-1 (677 tonnes de pouss√©e) retenu pour le premier √©tage. Fin 1961, la configuration du lanceur lourd (C-5 futur Saturn V) est fig√©e : le premier √©tage est propuls√© par cinq F-1, le deuxi√®me √©tage par cinq J-2 et le troisi√®me par un J-2. L'√©norme lanceur peut placer 113 tonnes en orbite basse et envoyer 41 tonnes vers la Lune. Deux mod√®les moins puissants doivent √™tre utilis√©s durant la premi√®re phase du projet :

  • la C-1 (ou Saturn I), utilis√©e pour tester des maquettes des vaisseaux Apollo, est constitu√©e d'un premier √©tage propuls√© par huit moteurs H-1 couronn√© d'un second √©tage propuls√© par six RL-10 ;
  • la C-1B (ou Saturn IB), charg√©e de qualifier les vaisseaux Apollo sur l'orbite terrestre, est constitu√©e du 1er √©tage de la S-1 couronn√© du troisi√®me √©tage de la C-5.

Fin 1962, le choix du sc√©nario du rendez-vous en orbite lunaire (LOR) confirme le r√īle du lanceur Saturn V et entra√ģne l'arr√™t des √©tudes sur le lanceur Nova[48].

Caractéristiques des lanceurs Saturn
Lanceur Saturn I Saturn IB Saturn V
Charge utile
en orbite basse (LEO)
injection vers la Lune (TLI)
9 t (LEO) 18,6 t (LEO) 118 t (LEO)
47 t (TLI)
1er étage S-I (poussée 670 t.)
8 moteurs H-1 (LOX/Kérosène)
S-IB (poussée 670 t.)
8 moteurs H-1 (LOX/Kérosène)
S-IC (Poussée 3402 t.)
5 moteurs F-1 (LOX/Kérosène)
2e étage S-IV (Poussée 40 t.)
6 RL-10 (LOX/LH2)
S-IVB (Poussée 89 t.)
1 moteur J-2 (LOX/LH2)
S-II (Poussée 500 t.)
5 moteurs J-2 (LOX/LH2)
3e étage - - S-IVB (Poussée 100 t.)
1 moteur J-2 (LOX/LH2)
Vols 10 (1961-1965)
Satellites Pegasus,
maquette du CSM
9 (1966-1975)
Qualification CSM,
relève Skylab,
vol Apollo-Soyouz
13 (1967-1973)
missions lunaires
et lancement Skylab

Le vaisseau Apollo (CSM)

Article d√©taill√© : module de commande et de service Apollo.
Schéma du vaisseau Apollo et de la tour de sauvetage

Le v√©hicule spatial Apollo (ou module de commande et de service abr√©g√© en CSM) transporte les astronautes √† l'aller et au retour. Pesant plus de 30 tonnes, il est pratiquement dix fois plus lourd que le vaisseau Gemini. La masse suppl√©mentaire (21,5 tonnes) est en grande partie repr√©sent√©e par le moteur et les ergols qui fournissent un delta-v de 2 800 m/s permettant au vaisseau de s'ins√©rer en orbite lunaire puis de quitter cette orbite. Le vaisseau Apollo reprend une disposition inaugur√©e avec le vaisseau Gemini : un module de commande (CM) abrite l'√©quipage et un module de service (CS) contient le moteur de propulsion principal, l'essentiel des sources d'√©nergie ainsi que l‚Äô√©quipement n√©cessaire √† la survie des astronautes. Le module de service est largu√© juste avant l'atterrissage[49].

Le module de commande

Le module de commande Apollo est la partie dans laquelle les trois astronautes s√©journent durant la mission, sauf lorsque deux d'entre eux descendent sur la Lune au moyen du module lunaire. Pesant 6,5 tonnes et de forme conique, sa structure externe comporte une double paroi : une enceinte constitu√©e de t√īles et nid d'abeille √† base d'aluminium qui renferme la zone pressuris√©e et un bouclier thermique qui recouvre la premi√®re paroi et dont l'√©paisseur varie en fonction de l'exposition durant la rentr√©e atmosph√©rique. Le bouclier thermique est r√©alis√© avec un mat√©riau composite constitu√© de fibres de silice et microbilles de r√©sine, dans une matrice de r√©sine √©poxy. Ce mat√©riau est ins√©r√© dans un nid d'abeille en acier.

Le vaisseau Apollo en orbite lunaire le 2 ao√Ľt 1971.

L'espace pressuris√© repr√©sente un volume de 6,5 m3. Les astronautes sont install√©s sur 3 couchettes c√īte √† c√īte parall√®les au fond du c√īne et suspendues √† des poutrelles partant du plancher et du plafond (la pointe du c√īne). En position allong√©e, les astronautes ont en face d'eux, suspendu au plafond, un panneau de commandes large de 2 m√®tres et haut de 1 m√®tre pr√©sentant les principaux interrupteurs et voyants de contr√īles. Les cadrans sont r√©partis en fonction du r√īle de chaque membre d'√©quipage. Sur les parois lat√©rales se trouvent des baies r√©serv√©es √† la navigation, d'autres panneaux de commande ainsi que des zones de stockage de nourriture et de d√©chets. Pour la navigation et le pilotage, les astronautes utilisent un t√©lescope et un ordinateur qui exploite les donn√©es fournies par une centrale inertielle.

Le vaisseau dispose de deux √©coutilles : l'une situ√©e √† la pointe du c√īne comporte un tunnel et est utilis√©e pour passer dans le module lunaire lorsque celui-ci est amarr√© au vaisseau Apollo. L'autre plac√©e sur la paroi lat√©rale est utilis√©e √† Terre pour p√©n√©trer dans le vaisseau et dans l'espace pour les sorties extra v√©hiculaires (le vide est alors effectu√© dans la cabine car il n'y a pas de sas). Les astronautes disposent par ailleurs de 5 hublots pour effectuer des observations et r√©aliser les manŇďuvres de rendez-vous avec le module lunaire. Le module de commande d√©pend pour les principales manŇďuvres comme pour l'√©nergie et le support-vie du module de service[50]. Il dispose de 4 grappes de petits moteurs d'orientation permettant les manŇďuvres lors de la rentr√©e. Celles-ci s'effectuent en orientant le module en roulis, la capsule ayant une incidence voisine de 25 √† 30 degr√©s par rapport √† son axe de sym√©trie. Cette incidence est obtenue par balourd statique de construction[51].

Le module de service

Le module de service (SM ou ¬ę Service Module ¬Ľ en anglais) est un cylindre d'aluminium non pressuris√© de 5 m√®tres de long et 3,9 m√®tres de diam√®tre pesant 24 tonnes. Il est accoupl√© √† la base du module de commande et la longue tuy√®re du moteur-fus√©e principal de 9 tonnes de pouss√©e en d√©passe de 2,5 m√®tres. Le module est organis√© autour d'un cylindre central qui contient les r√©servoirs d'h√©lium servant √† pressuriser les r√©servoirs d'ergols principaux ainsi que la partie haute du moteur principal. Autour de cette partie centrale, l'espace est d√©coup√© en six secteurs en forme de parts de g√Ęteau. Quatre de ces secteurs abritent les r√©servoirs d'ergols (18,5 tonnes). Un secteur contient 3 piles √† combustibles qui fournissent la puissance √©lectrique et en sous-produit l'eau ainsi que les r√©servoirs d'hydrog√®ne et d'oxyg√®ne qui les alimentent. L'oxyg√®ne est √©galement utilis√© pour renouveler l'atmosph√®re de la cabine. Un secteur re√ßoit des √©quipements qui ont vari√© en fonction des missions : appareils scientifiques, petit satellite, cam√©ras, r√©servoir d'oxyg√®ne suppl√©mentaire. Le module de service contient √©galement les radiateurs qui dissipent l'exc√©dent de chaleur du syst√®me √©lectrique et qui r√©gulent la temp√©rature de la cabine. Quatre grappes de petits moteurs de contr√īles d'attitude sont dispos√©es sur le pourtour du cylindre. Une antenne comportant 5 petites paraboles, assurant les communications √† grande distance, est d√©ploy√©e une fois le vaisseau lanc√©[52].

La tour de sauvetage

La tour de sauvetage est un dispositif destiné à éloigner le vaisseau spatial du lanceur Saturn V si celui-ci subit une défaillance durant les premières phases du vol. Le recours à des sièges éjectables, utilisé sur le vaisseau spatial Gemini, est exclu compte tenu du diamètre de la boule de feu que créerait l'explosion de la fusée Saturn V. La tour de sauvetage est constituée d'un propulseur à poudre situé au bout d'un treillis métallique lui-même perché au sommet du vaisseau Apollo. En cas d'incident, le moteur-fusée de la tour arrache le vaisseau de la fusée tandis qu'un petit propulseur l'écarte de la trajectoire de la fusée. La tour est alors larguée et le vaisseau entame sa descente en suivant une séquence similaire à celle d'un retour sur Terre. Si le lancement se déroule sans problème, la tour est éjectée lorsque le deuxième étage de la fusée Saturn est mis à feu[53],[54].

Le module lunaire

Schéma du module lunaire
Article d√©taill√© : module lunaire Apollo.

Le module lunaire comporte deux √©tages : un √©tage de descente permet d'atterrir sur la Lune et sert par ailleurs de plate-forme de lancement au deuxi√®me √©tage, l'√©tage de remont√©e, qui ram√®ne les astronautes au vaisseau Apollo en orbite √† la fin de leur s√©jour sur la Lune. La structure du module lunaire est, pour l'essentiel, r√©alis√©e avec un alliage d'aluminium choisi pour sa l√©g√®ret√©. Les pi√®ces sont g√©n√©ralement soud√©es entre elles mais parfois √©galement rivet√©es.

L'étage de descente

Le corps de l'√©tage de descente, qui p√®se plus de 10 tonnes, a la forme d'une bo√ģte octogonale d'un diam√®tre de 4,12 m√®tres et d'une hauteur de 1,65 m√®tre. Sa structure, constitu√©e de deux paires de panneaux parall√®les assembl√©s en croix, d√©limite cinq compartiments carr√©s (dont un central) et quatre compartiments triangulaires. La fonction principale de l'√©tage de descente est d'amener le LEM sur la Lune. √Ä cet effet, l'√©tage dispose d'un moteur fus√©e √† la fois orientable et √† pouss√©e variable[N 9]. La modulation de la pouss√©e permet d'optimiser la trajectoire de descente mais surtout de poser en douceur le LEM qui s'est fortement all√©g√© en consommant ses ergols. Le comburant, du peroxyde d'azote (5 tonnes), et le carburant, de l'a√©rozine 50 (3 tonnes), sont stock√©s dans quatre r√©servoirs plac√©s dans les compartiments carr√©s situ√©s aux quatre coins de la structure. Le moteur se trouve dans le compartiment carr√© central. Le deuxi√®me r√īle de l'√©tage de descente est de transporter tous les √©quipements et consommables qui peuvent √™tre abandonn√©s sur la Lune √† la fin du s√©jour, ce qui permet de limiter le poids de l'√©tage de remont√©e[55].

L'étage de remontée

Test du module lunaire d'Apollo 9 en orbite autour de la Terre

L'√©tage de remont√©e p√®se environ 4,5 tonnes. Sa forme complexe, qui r√©sulte d'une optimisation de l'espace occup√©, lui donne l'allure d'une t√™te d'insecte. Il est essentiellement compos√© de la cabine pressuris√©e qui h√©berge deux astronautes dans un volume de 4,5 m3 et du moteur de remont√©e avec ses r√©servoirs d'ergols. La partie avant de la cabine pressuris√©e occupe la plus grande partie d'un cylindre de 2,34 m√®tres de diam√®tre et de 1,07 m√®tre de profondeur. C'est l√† que se tient l'√©quipage lorsqu'il n'est pas en excursion sur la Lune. Le pilote (√† gauche face √† l'avant) et le commandant de bord sont debout, tenus par des harnais qui les maintiennent en place en impesanteur et durant les phases d'acc√©l√©ration. Sur la cloison avant, chaque astronaute a devant lui un petit hublot triangulaire (0,18 m2)[N 10] inclin√© vers le bas, qui lui permet d'observer le sol lunaire avec un bon angle de vision, ainsi que les principales commandes de vol et cadrans de contr√īle regroup√©s par panneaux g√©n√©ralement d√©di√©s √† un sous-syst√®me. Les commandes et contr√īles communs sont plac√©s entre les deux astronautes (par exemple la console d'acc√®s √† l'ordinateur de navigation), certaines commandes sont doubl√©es (commandes pilotant l'orientation et la pouss√©e des moteurs), les autres commandes sont r√©parties en fonction des t√Ęches assign√©es √† chaque astronaute. Les panneaux de commandes et coupe-circuit se prolongent sur les parois lat√©rales situ√©es de part et d'autre des astronautes[55].

Le pilote a au-dessus de sa t√™te un petit hublot (0,07 m2) qui lui permet de contr√īler la manŇďuvre de rendez-vous avec le module de commande. L'arri√®re de la cabine pressuris√©e est beaucoup plus exigu (1,37 x 1,42 m pour 1,52 m de haut) : son plancher est plus haut de 48 cm et, de plus, encombr√© par un capot recouvrant le sommet du moteur de remont√©e. Les parois lat√©rales sont occup√©es par les rangements et √† gauche, par une partie du syst√®me de contr√īle environnemental. Au plafond se trouve l'√©coutille utilis√©e pour passer dans le Module de Commande derri√®re laquelle se trouve un tunnel court (80 cm de diam√®tre pour 46 cm de long) comportant un syst√®me de verrouillage utilis√© pour solidariser les deux vaisseaux. Les forces en jeu au moment de l'accostage qui pourraient d√©former le tunnel sont amorties par des poutres qui les r√©percutent sur toute la structure[56].

Le LEM ne dispose pas de sas, qui aurait ajout√© trop de poids. Pour descendre sur le sol lunaire, les astronautes font le vide dans la cabine et, √† leur retour, ils pressurisent la cabine avec les r√©serves d'oxyg√®ne. Pour descendre, ils se glissent dans l'√©coutille : celle-ci donne sur une petite plate-forme horizontale qui d√©bouche sur l'√©chelle dont les barreaux sont situ√©s de part et d'autre d'une des jambes de l'√©tage de descente[57].

Instruments scientifiques, véhicules et équipements

Le rover lunaire utilisé par la mission Apollo 17.
Une partie des instruments scientifiques de l'ALSEP de la mission Apollo 16
Articles d√©taill√©s : Rover lunaire et ALSEP.

Pour remplir la mission lunaire, la NASA dut concevoir plusieurs instruments scientifiques, √©quipements et v√©hicules destin√©s √† √™tre mis en Ňďuvre sur le sol lunaire. Les principaux d√©veloppements sont :

  • le rover lunaire, utilis√© √† partir de la mission Apollo 15, est un v√©hicule rustique tous-terrains √† propulsion √©lectrique, aliment√© par des batteries. Pouvant atteindre la modeste vitesse de 14 km/h, il permet de porter le rayon d'action des astronautes de quelques centaines de m√®tres √† une dizaine de kilom√®tres et dispose d'une capacit√© d'emport de 490 kg[58] ;
  • l'ALSEP est un ensemble d'instruments scientifiques install√© par les astronautes pr√®s de chaque site d'atterrissage √† partir d'Apollo 12. Aliment√© en √©nergie √©lectrique par un g√©n√©rateur thermo√©lectrique √† radioisotope (RTG) il comporte de quatre √† sept instruments scientifiques dont la composition a vari√© selon les missions : sismom√®tre actif ou passif, spectrom√®tre de masse, r√©flecteur laser, gravim√®tre, d√©tecteur de poussi√®re, etc. Ces instruments ont fourni en continu, jusqu'√† leur arr√™t en 1977, des informations sur l'atmosph√®re, le sol et le sous-sol lunaire : sismicit√©, vent solaire, temp√©rature, composition de l'atmosph√®re, champ magn√©tique, etc[59] ;
  • les combinaisons spatiales (mod√®le Apollo A7L) port√©es par les astronautes, d'une masse de 111 kg avec le syst√®me de survie, furent sp√©cialement con√ßues pour les longues excursions sur le sol lunaire (plus de 7 heures pour certaines sorties des √©quipages d'Apollo 15, 16 et 17) au cours desquelles les astronautes devaient se d√©placer dans un environnement particuli√®rement hostile ‚ÄĒ temp√©ratures extr√™mes, micro-m√©t√©orites, poussi√®re lunaire ‚ÄĒ tout en effectuant de nombreux travaux n√©cessitant une certaine flexibilit√©[60].

Le déroulement d'une mission lunaire type

Les fenêtres de lancement et le site d'atterrissage

Les six missions lunaires Apollo ont √©t√© programm√©es pour que le module lunaire atterrisse au tout d√©but du jour lunaire (qui dure 28 jours terrestres). Les astronautes b√©n√©ficient ainsi d'une lumi√®re rasante pour le rep√©rage du terrain √† l'atterrissage (entre 10 et 15¬į d'√©l√©vation au-dessus de l'horizon selon les missions) et de temp√©ratures relativement mod√©r√©es : la temp√©rature au sol passe progressivement de 0 √† 130 ¬įC entre le lever du Soleil et le moment o√Ļ le Soleil culmine au bout de 177 heures terrestres. Compte tenu de ces conditions, pour chaque lieu d'atterrissage, la fen√™tre de lancement de la fus√©e Saturn √©tait r√©duite √† 1 jour par mois pour un site donn√©[61].

Le site retenu est toujours situ√© sur la face visible de la Terre pour que les communications entre le vaisseau et la Terre ne soient pas interrompues ; il n'est pas trop √©loign√© de la bande √©quatoriale de la Lune pour limiter la consommation de carburant que n√©cessiterait un d√©port du vaisseau vers des latitudes plus √©lev√©es.

La mise en orbite terrestre

Déroulement de la mission Apollo 15

La fus√©e d√©colle syst√©matiquement depuis le Pad 39 du centre spatial Kennedy. Le lancement des 3 000 tonnes de la fus√©e est particuli√®rement spectaculaire : les 5 moteurs du premier √©tage sont allum√©s simultan√©ment consommant 15 tonnes de carburant chaque seconde puis la fus√©e, qui est retenue par des pinces, est l√Ęch√©e d√®s que les ordinateurs ont v√©rifi√© que la pouss√©e des moteurs a atteint sa puissance nominale. La fus√©e s'√©l√®ve d'abord tr√®s lentement, mettant pr√®s de 10 secondes √† se d√©gager de la tour de lancement. La s√©paration du premier √©tage S1-C intervient 2 minutes et demi apr√®s le lancement √† une altitude de 56 km alors que la fus√©e a atteint une vitesse de Mach 8 (10 000 km/h). Peu apr√®s, les moteurs-fus√©es du deuxi√®me √©tage S-II s'allument : la jupe inter-√©tages se d√©tache et la tour de sauvetage est √©ject√©e car le vaisseau spatial est suffisamment haut pour pouvoir retomber sans son aide en cas d'interruption de la mission. Le deuxi√®me √©tage est √† son tour largu√© alors que la fus√©e atteint une vitesse de 24 000 km/h et une altitude de 185 km. Le troisi√®me √©tage S-IVB est alors mis √† contribution durant 140 secondes pour placer l'ensemble de la fus√©e restante sur une orbite circulaire de 180 km onze minutes et demi apr√®s le d√©collage[62].

De l'orbite terrestre à l'orbite lunaire

Le module lunaire dans son carénage avant son extraction par le vaisseau Apollo
CSM rotation in space.jpg
CSM docking with LM.jpg
Transposition du module de commande et arrimage au LEM

Une fois plac√©s en orbite basse, les vaisseaux Apollo (LEM et modules de Commande et de Service) ainsi que le troisi√®me √©tage de la fus√©e effectuent un tour et demi autour de la Terre puis le moteur du troisi√®me √©tage est rallum√© pour injecter l'ensemble sur une orbite de transfert vers la Lune. L'injection se traduit par une augmentation de la vitesse de 3 040 m/s (10 000 km/h). Environ une demi-heure apr√®s la fin de la pouss√©e, le Module de Commande et de Service (CSM) se d√©tache du reste du train spatial puis pivote de 180¬į pour venir rep√™cher le LEM dans son car√©nage. Apr√®s avoir v√©rifi√© l'arrimage des deux vaisseaux et pressuris√© le LEM, les astronautes d√©clenchent par pyrotechnie la d√©tente de ressorts situ√©s dans le car√©nage du LEM : ceux-ci √©cartent le LEM et le CSM du troisi√®me √©tage de la fus√©e Saturn √† une vitesse d'environ 30 cm/s. Le troisi√®me √©tage va alors entamer une trajectoire divergente[N 11] qui, selon les missions le place en orbite autour du Soleil ou l'envoie s'√©craser sur la Lune[63].

Durant le trajet de 70 heures vers la Lune, des corrections peuvent √™tre apport√©es √† la trajectoire du CSM et du LEM pour optimiser la consommation finale de propergols. Initialement, le d√©roulement d‚Äôune mission Apollo pr√©voyait une quantit√© relativement importante de carburant pour ces manŇďuvres[N 12]. √Ä l'usage, √† peine 5 % de cette quantit√© sera consomm√©e gr√Ęce √† la pr√©cision de la navigation. Le train spatial est mis en rotation lente pour limiter l'√©chauffement des vaisseaux en r√©duisant la dur√©e de l'exposition continue au Soleil[64].

Une fois arriv√© √† proximit√© de la Lune, le moteur du module de commande est allum√© pour placer les vaisseaux en orbite en les freinant[N 13]. Si ce freinage n'est pas r√©alis√©, la trajectoire permet aux vaisseaux de revenir se placer en orbite terrestre apr√®s avoir fait le tour de la Lune sans utiliser leurs moteurs. Cette disposition sauvera d'ailleurs la mission Apollo 13. Un peu plus tard, le moteur du CSM est utilis√© une deuxi√®me fois pour placer les deux vaisseaux sur une orbite circulaire de 110 km d'altitude[65].

La descente et l'atterrissage sur la Lune

Déroulement de l'atterrissage sur la Lune

La descente sur la Lune repose en grande partie sur le syst√®me de guidage, navigation et contr√īle (PGNCS : Primary Guidance and Control System) pilot√© par l'ordinateur embarqu√© (LGC). Celui-ci va d'une part, d√©terminer p√©riodiquement la position et la trajectoire r√©elle du vaisseau en utilisant d'abord la centrale inertielle puis le radar d'atterrissage (fonction de navigation), et d'autre part, calculer la trajectoire √† suivre en utilisant ses programmes et piloter, en fonction de tous ces √©l√©ments, la pouss√©e et l'orientation des moteurs (fonction de guidage). Le pilote du LEM peut toutefois corriger l‚Äôaltitude en cours √† tout moment et, dans la derni√®re phase, reprendre compl√®tement la main sur les commandes des moteurs. Mais seul le syst√®me de navigation et de pilotage permet, en optimisant trajectoire et consommation des ressources, de poser le LEM avant d'avoir √©puis√© tout le carburant[66].

L'abaissement de l'orbite

Cette phase est désignée par l'acronyme DOI (Descent Orbit Insertion) dans la terminologie NASA.

L'objectif de cette phase est d'abaisser l'altitude du LEM de 110 km √† 15 km au-dessus du sol lunaire. √Ä cet effet, son orbite circulaire est transform√©e en une orbite elliptique de 15 km sur 110 km. Cette phase permet de r√©duire la distance √† parcourir jusqu‚Äôau sol lunaire √† un faible co√Ľt en propergols (elle ne n√©cessite qu'une br√®ve impulsion du moteur). La limite des 15 km a √©t√© retenue pour √©viter que la trajectoire finale ne s'approche trop du relief.

Deux des trois astronautes de l'√©quipage prennent place dans le Module Lunaire pour descendre sur la Lune. Ils initialisent le syst√®me de navigation avant d'entamer la descente vers la Lune. Le LEM et le CSM se s√©parent avant que le moteur ne soit mis en marche (jusqu‚Äô√† Apollo 12). Le changement d'orbite est initi√© lorsque le vaisseau spatial se situe aux antipodes (√† une demi-orbite) du point o√Ļ d√©marrera la phase suivante. Une fois que la distance entre le LEM et le module de commande est suffisante (une centaine de m√®tres), une petite acc√©l√©ration est d‚Äôabord imprim√©e par les moteurs contr√īlant l'attitude pour plaquer le carburant du moteur de descente contre les vannes de distribution puis le moteur de descente est allum√© bri√®vement pour freiner le LEM d'environ 25 m/s (90 km/h)[67].

À partir d'Apollo 14, pour économiser les propergols de l'étage de descente, c'est le moteur du Module de Commande et de Service qui est sollicité pour abaisser l'orbite. Le CSM accompagne donc le LEM dans son orbite elliptique et s'en sépare avant que la descente propulsée ne démarre.

La descente propulsée

Buzz Aldrin dans le module lunaire

Cette phase est caract√©ris√©e par une action continue du moteur de descente. Elle d√©marre lorsque le LEM a atteint le point le plus bas de son orbite elliptique. Elle se d√©compose elle-m√™me en 3 phases : la phase de freinage, la phase d'approche et la phase d'atterrissage.

La phase de freinage

La phase de freinage vise √† r√©duire la vitesse du vaisseau de la mani√®re la plus efficace possible : celle-ci va passer de 1 695 m/s (6 000 km/h) √† 150 m/s (550 km/h). Le moteur est allum√© √† 10 % de sa puissance durant 26 secondes, le temps que le moteur s'aligne gr√Ęce √† son cardan sur le centre de gravit√© du vaisseau, puis il est pouss√© au maximum de sa puissance. Le module lunaire qui au d√©but de la trajectoire est pratiquement parall√®le au sol va progressivement s'incliner tandis que sa vitesse de descente nulle au d√©part augmente jusqu'√† 45 m/s en fin de phase[68]. Lorsque le LEM se trouve √† une altitude inf√©rieure √† 12-13 km, le radar d'atterrissage accroche le sol et se met √† fournir des informations (altitude, vitesse de d√©placement) qui vont permettre de v√©rifier que la trajectoire est correcte : jusqu'alors celle-ci √©tait extrapol√©e uniquement √† partir de l'acc√©l√©ration mesur√©e par la centrale √† inertie. Une diff√©rence trop importante entre les donn√©es fournies par le radar et la trajectoire vis√©e ou le non fonctionnement du radar sont des motifs d'interruption de la mission[69].

La phase d'approche

La phase d'approche d√©marre √† 7 km du site vis√© alors que LEM est √† une altitude de 700 m√®tres. Elle doit permettre au pilote de rep√©rer la zone d'atterrissage et de choisir le lieu pr√©cis (d√©gag√©) o√Ļ il souhaite atterrir. Son point de d√©part est d√©sign√© sous le terme de ¬ę porte haute ¬Ľ (¬ę high gate ¬Ľ), expression emprunt√©e √† l'a√©ronautique.

Le module lunaire est progressivement redress√© en position verticale fournissant au pilote une meilleure vision du terrain. Celui-ci peut ainsi localiser le point d'atterrissage auquel conduit la trajectoire gr√Ęce √† une √©chelle grav√©e sur son hublot gradu√©e en degr√©s (Landing Point Designator, LPD)[N 14] : l'ordinateur fournit √† la demande l'angle sous lequel l'astronaute peut voir le lieu d'atterrissage sur cette √©chelle. Si celui-ci juge que le terrain n'est pas propice √† un atterrissage ou qu'il ne correspond pas au lieu pr√©vu, il peut alors corriger l'angle d'approche en agissant sur les commandes de vol par incr√©ment de 0,5¬į dans le sens vertical ou 2¬į en lat√©ral[70].

L'atterrissage sur le sol lunaire
Buzz Aldrin photographié par Armstrong alors qu'il s'apprête à franchir l'écoutille du Lem pour une sortie extravéhiculaire sur la Lune.

Lorsque le module lunaire est descendu √† une altitude de 150 m√®tres ce qui le place th√©oriquement √† une distance de 700 m√®tres du lieu vis√© (point d√©sign√© sous le terme de low gate), d√©marre la phase d'atterrissage. Si la trajectoire a √©t√© convenablement suivie, les vitesses horizontale et verticale sont respectivement alors de 66 km/h et 18 km/h. La proc√©dure pr√©voit que le pilote prenne la main pour amener le module lunaire au sol mais il peut, s'il le souhaite, laisser faire l'ordinateur de bord qui dispose d'un programme de pilotage pour cette derni√®re partie du vol[N 15]. En prenant en compte les diff√©rents al√©as (phase de rep√©rage allong√©e de deux minutes, modification de la cible de derni√®re minute de 500 m√®tres pour √©viter un relief, mauvaise combustion finale, jauge de propergol pessimiste), le pilote dispose d'une marge de 32 secondes pour poser le LEM avant l'√©puisement des ergols. La derni√®re partie de la phase est un vol stationnaire √† la mani√®re d'un h√©licopt√®re qui permet √† la fois d'annuler toutes les composantes de vitesse mais √©galement de mieux rep√©rer les lieux. Des sondes situ√©es sous les semelles du train d'atterrissage prennent contact avec le sol lunaire lorsque l'altitude est inf√©rieure √† 1,3 m√®tre et transmettent l'information au pilote. Celui-ci doit alors couper le moteur de descente pour √©viter que le LEM ne rebondisse ou ne se renverse (la tuy√®re touche presque le sol)[71].

Le séjour sur la Lune

Le s√©jour sur la Lune est rythm√© par les sorties extra-v√©hiculaires : une unique sortie pour Apollo 11 mais jusqu‚Äô√† trois sorties pour les derni√®res missions. Avant chaque sortie, les astronautes doivent faire le plein en eau et oxyg√®ne de leur syst√®me de survie portable puis enfiler leur tenue. Ils font ensuite le vide avant d‚Äôouvrir l‚Äô√©coutille qui donne acc√®s √† l‚Äô√©chelle.

Les outils et les instruments scientifiques sont sortis des baies de stockage de l‚Äô√©tage de descente puis sont d√©ploy√©s non loin du LEM ou √† plus grande distance. √Ä partir d‚ÄôApollo 14, les astronautes disposent d‚Äôune brouette puis dans le cadre des vols suivants du rover lunaire qui leur permet de s‚Äô√©loigner d‚Äôune dizaine de kilom√®tres du LEM en transportant de lourdes charges. Le rover occupe une baie enti√®re du module lunaire ; il est stock√© en position repli√©e sur une palette que les astronautes abaissent pour lib√©rer le v√©hicule. Le rover est d√©ploy√© par un syst√®me de ressorts et de c√Ębles agissant via des poulies et actionn√©s par les astronautes.

Avant de quitter la Lune, les √©chantillons g√©ologiques plac√©s dans des conteneurs sont hiss√©s jusqu‚Äô√† l‚Äô√©tage de remont√©e gr√Ęce √† un palan. Le mat√©riel qui n‚Äôest plus n√©cessaire (survie portable, appareils photos, etc.) est abandonn√© pour all√©ger au maximum l‚Äô√©tage de remont√©e[N 16],[72].

La remontée et le rendez-vous avec le module de commande et de service

Sch√©ma de la manŇďuvre de rendez-vous apr√®s le s√©jour sur la Lune.
R√©p√©tition de la manŇďuvre de rendez-vous au-dessus de la Lune : le LEM ¬ę Snoopy ¬Ľ photographi√© par le pilote du CMS ¬ę Charlie Brown¬Ľ (Apollo 10).

La phase de remont√©e doit permettre au LEM de rejoindre le module de commande rest√© en orbite. Cet objectif est atteint en 2 temps : l'√©tage du LEM d√©colle du sol lunaire pour se mettre en orbite basse puis √† l'aide de pouss√©es ponctuelles du moteur-fus√©e, il rejoint le module de commande.

Avant le d√©collage, la position pr√©cise du LEM au sol est entr√©e dans l'ordinateur afin de d√©terminer la meilleure trajectoire. L'instant du d√©part est calcul√© de mani√®re √† optimiser la trajectoire de rendez-vous avec le module de Commande. L'√©tage de descente reste au sol et sert de plate-forme de lancement. La s√©paration des deux √©tages est d√©clench√©e avant le d√©collage par de petites charges pyrotechniques qui sectionnent les quatre points solidarisant les deux √©tages ainsi que les c√Ębles et tuyauteries.

Le Module Lunaire suit d'abord une trajectoire verticale jusqu'√† une altitude d'environ 75 m√®tres pour se d√©gager du relief lunaire puis s'incline progressivement pour rejoindre finalement √† l'horizontale le p√©rilune (point bas) d'une orbite elliptique de 15 km sur 67 km.

Un rendez-vous est alors effectué entre le CSM (piloté par le troisième membre d'équipage, le seul de la mission à ne pas aller sur la Lune) et le LEM en orbite lunaire. Après que les pierres lunaires ont été transférées, le LEM est libéré et lancé sur une trajectoire qui l'amènera à s'écraser sur la Lune. Le vaisseau spatial peut alors entamer son retour vers la Terre. Apollo 16 et Apollo 17 resteront en orbite une journée de plus pour réaliser des expériences scientifiques et larguer un petit satellite scientifique de 36 kg[73].

Le retour vers la Terre

Pour quitter l'orbite lunaire et placer le vaisseau spatial sur la trajectoire de retour vers la Terre, le moteur du module de commande et de service est sollicit√© durant deux minutes et demi apr√®s avoir soigneusement orient√© le vaisseau ; il fournit un delta-v d'environ 1 000 m/s qui doit permettre au vaisseau de rejoindre l'orbite terrestre. C'est l'un des moments critiques de la mission car une d√©faillance du moteur ou une mauvaise pr√©cision dans l'orientation condamnerait les astronautes. Le moteur est allum√© alors que le vaisseau se situe sur la face situ√©e √† l'oppos√© de la Terre de mani√®re √† ce que la nouvelle trajectoire, une orbite de transfert fortement elliptique, fr√īle la surface de la Terre √† 40 km d'altitude dans la position qu'elle occupera √† l'arriv√©e du vaisseau. Le trajet de retour dure environ trois jours mais peut √™tre un peu raccourci en optant pour une trajectoire plus tendue. Peu apr√®s l'injection sur le trajet de retour (trans-Earth Injection, TEI), une sortie extrav√©hiculaire est effectu√©e pour r√©cup√©rer les films photographiques des cam√©ras plac√©s dans le module de service qui doit √™tre largu√© avant l'entr√©e dans l'atmosph√®re terrestre[74].

Récupération de la capsule d'Apollo 8 par le USS Yorktown (CV-10).

De petites corrections sont effectu√©es au cours du trajet pour optimiser l'angle d'entr√©e dans l'atmosph√®re et le point de chute. Au fur et √† mesure que le vaisseau se rapproche de la Terre, la vitesse du vaisseau, qui √©tait tomb√©e √† 850 m/s √† la limite de l'influence des champs de gravit√© de la Terre et de la Lune, s'accro√ģt jusqu'√† atteindre 11 km/s lorsque le vaisseau p√©n√®tre dans les couches denses de l'atmosph√®re ; celles-ci font sentir leur influence √† compter de 120 km d'altitude. Peu avant de p√©n√©trer dans l'atmosph√®re, le module de service du vaisseau est largu√© au moyen de syst√®mes pyrotechniques, emportant avec lui le moteur principal et la majorit√© des r√©serves d'oxyg√®ne et d'√©lectricit√©. La rentr√©e dans l'atmosph√®re se fait sous un angle tr√®s pr√©cis fix√© √† 6,5¬į avec une tol√©rance de 1¬į. Si l'angle de p√©n√©tration est trop important, le bouclier thermique qui est port√© normalement √† une temp√©rature de 3 000 ¬įC durant la rentr√©e dans l'atmosph√®re, subit une temp√©rature sup√©rieure √† celle pour laquelle il est con√ßu et la d√©c√©l√©ration est plus importante ; ces deux ph√©nom√®nes pouvant entra√ģner la mort de l'√©quipage. Avec un angle inf√©rieur, le vaisseau spatial peut rebondir sur la couche atmosph√©rique et repartir sur une longue trajectoire elliptique condamnant son √©quipage incapable de manŇďuvrer et ne disposant de tr√®s peu de r√©serves d'air[75].

Apr√®s une phase de d√©c√©l√©ration qui atteint g, le vaisseau a perdu sa vitesse horizontale et descend pratiquement √† la verticale. √Ä 7 000 m√®tres d'altitude, la protection situ√©e √† l'extr√©mit√© conique du vaisseau est √©ject√©e et deux petits parachutes se d√©ploient pour stabiliser la cabine et faire chuter sa vitesse de 480 √† 280 km/h. √Ä 3 000 m√®tres, trois petits parachutes pilotes sont d√©ploy√©s lat√©ralement par des mortiers pour extraire les trois parachutes principaux en √©vitant qu'ils s'emm√™lent. Le vaisseau percute la surface de l'oc√©an √† une vitesse de 35 km/h. Les parachutes sont imm√©diatement largu√©s et trois ballonnets se gonflent de mani√®re √† √©viter que le vaisseau reste la pointe sous l'eau. Une flottille comprenant un porte-avions ou un porte-h√©licopt√®res est positionn√©e √† l'avance sur la zone o√Ļ doit amerrir le module de commande. Des avions sont charg√©s de localiser le point de chute tandis que des h√©licopt√®res am√®nent sur place des plongeurs qui, mont√©s sur des embarcations l√©g√®res, r√©cup√®rent les astronautes et placent des √©lingues sur le vaisseau pour qu'il puisse √™tre hiss√© sur le pont du porte-a√©ronefs[76],[77].

La chronologie des vols

La ma√ģtrise du vol spatial : les programmes Mercury et Gemini

Rendez-vous spatial entre Gemini 6A et Gemini 7 (1965) : le programme Gemini a permis de mettre au point la technique de rendez-vous spatial qui sera utilis√©e par le module lunaire et le CSM
Premi√®re sortie extrav√©hiculaire am√©ricaine : Edward White Gemini 4 (1965)
Articles d√©taill√©s : Programme Mercury et Programme Gemini.

Aucun vol orbital am√©ricain n'avait encore eu lieu au lancement du programme Apollo. Le seul vol du programme Mercury ‚ÄĒ ce programme avait d√©but√© en 1959 ‚ÄĒ avait eu lieu 3 semaines avant le discours du pr√©sident Kennedy et fut un simple vol balistique faute de disposer d'une fus√©e suffisamment puissante. Il fallut attendre la mission Mercury-Atlas 6 du 20 f√©vrier 1962 pour que John Glenn devienne le premier astronaute am√©ricain √† boucler une orbite autour de la Terre. Trois autres vols habit√©s eurent lieu en 1962 et en 1963[78].

√Ä l'issue du programme Mercury, des aspects importants du vol spatial, qui devaient √™tre mis en application pour les vols lunaires, n'√©taient toujours pas ma√ģtris√©s alors qu'il n'√©tait pas possible de les tester au sol. Les dirigeants de la NASA lanc√®rent un programme destin√© √† acqu√©rir ces techniques sans attendre la mise au point du vaisseau tr√®s sophistiqu√© de la mission lunaire : le programme Gemini devait remplir 3 objectifs :

  • ma√ģtriser les techniques de localisation, manŇďuvre et rendez-vous spatial ;
  • mettre au point les techniques permettant de travailler dans l'espace au cours de sorties extra-v√©hiculaires ;
  • √©tudier les cons√©quences de l'apesanteur sur la physiologie humaine au cours de vols de longue dur√©e.

Le vaisseau spatial Gemini, qui devait initialement √™tre une simple version am√©lior√©e de la capsule Mercury, se transforma au fur et √† mesure de sa conception en un vaisseau compl√®tement diff√©rent de 3,5 tonnes (contre 1 tonne environ pour le vaisseau Mercury), capable de voler avec deux astronautes durant deux semaines. Le vaisseau √©tait lanc√© par une fus√©e Titan II, missile de l'arm√©e de l'air am√©ricaine reconverti en lanceur. Le programme rencontra des probl√®mes de mise au point. Le lanceur souffrait d'effet pogo, les piles √† combustible utilis√©es pour la premi√®re fois fuyaient et la tentative de mise au point d'une aile volante pour faire atterrir la capsule sur le sol ferme √©choua. Tous ces d√©boires gonfl√®rent le co√Ľt du programme de 350 millions de dollars √† 1 milliard de dollars. Toutefois, fin 1963, tout √©tait rentr√© dans l'ordre et deux vols sans √©quipage purent avoir lieu en 1964 et d√©but 1965. Le premier vol habit√© Gemini 3 emporta les astronautes Virgil Grissom et John Young le 23 mars 1965. Au cours de la mission suivante, l'astronaute Edward White r√©alisa la premi√®re sortie dans l'espace am√©ricaine. Huit autres missions, √©maill√©es d'incidents sans cons√©quence, s'√©chelonn√®rent jusqu'en novembre 1966 : elles permirent de mettre au point les techniques de rendez-vous spatial et d'amarrage, de r√©aliser des vols de longue dur√©e (Gemini 7 resta pr√®s de 14 jours en orbite) et d'effectuer de nombreuses autres exp√©riences[79].

Les op√©rations de reconnaissance : les programmes Ranger, Pegasus, Lunar Orbiter et Surveyor

Les sondes Surveyor ont fourni des informations sur le sol lunaire qui ont permis de dimensionner le train d'atterrissage du module lunaire. Charles Conrad (Apollo 12) examine Surveyor 3

Parall√®lement au programme Apollo, la NASA lance plusieurs programmes pour affiner sa connaissance du milieu spatial et du terrain lunaire. Ces informations sont n√©cessaires pour la conception des engins spatiaux et pr√©parer les atterrissages. En 1965, trois satellites Pegasus sont plac√©s en orbite par une fus√©e Saturn I pour √©valuer le danger repr√©sent√© par les microm√©t√©orites ; les r√©sultats seront utilis√©s pour dimensionner la protection des vaisseaux Apollo. Les sondes Ranger (1961‚Äď1965), apr√®s une longue s√©rie d'√©checs, ram√®nent √† compter de fin 1964, une s√©rie de photos de bonne qualit√© de la surface lunaire qui permettent d'identifier des sites propices √† l'atterrissage[80].

Le programme Lunar Orbiter, compos√© de cinq sondes qui sont plac√©es en orbite autour de la Lune en 1966‚Äď1967, compl√®te ce travail : une couverture photographique de 99 % du sol lunaire est r√©alis√©e, la fr√©quence des microm√©t√©orites dans la banlieue lunaire est d√©termin√©e et l'intensit√© du rayonnement cosmique est mesur√©e. Le programme permet √©galement de valider le fonctionnement du r√©seau de t√©l√©m√©trie. Les mesures effectu√©es indiquent que le champ gravitationnel lunaire est beaucoup moins homog√®ne que celui de la Terre rendant dangereuses les orbites √† basse altitude. Le ph√©nom√®ne, sous-estim√© par la suite, r√©duira √† 10 km l'altitude de l'orbite du Lem d'Apollo 15 dont l'√©quipage √©tait endormi, alors que la limite de s√©curit√© avait √©t√© fix√©e √† 15 km pour disposer d'une marge suffisante par rapport aux reliefs[81]. Le 2 juin 1966 de la m√™me ann√©e, la sonde Surveyor 1 effectue le premier atterrissage en douceur sur la Lune fournissant des informations pr√©cieuses et rassurantes sur la consistance du sol lunaire (le sol est relativement ferme) ce qui permet de dimensionner le train d'atterrissage du module lunaire.

Les vols de la fusée Saturn I

La fusée Saturn I (ou Saturn C-1) avait été conçue alors que le cahier des charges du programme lunaire n'était pas encore figé. Sa capacité d'emport s'avéra finalement trop faible même pour remplir les objectifs des premières phases du programme. Néanmoins, dix des douze fusées commandées furent construites et lancées entre le 27 octobre 1961 et le 30 juillet 1965, dont six avec l'ensemble des étages. Aucun des composants de cette fusée ne fut réutilisé dans la suite du programme. Après cinq vols consacrés à la mise au point de la fusée (missions SA-1, SA-2, SA-3, SA-4, SA-5), Saturn I fut utilisée pour lancer deux maquettes du vaisseau Apollo (missions A-101, A-102) et placer trois satellites Pegasus en orbite (missions A-103, A-104, A-105)[82].

Les vols de la fusée Saturn IB

Les vols de la fus√©e Saturn IB permirent la mise au point du troisi√®me √©tage de la fus√©e Saturn V (l'√©tage IVB dont le moteur consommait de l'hydrog√®ne) et d'effectuer les premiers tests du vaisseau spatial Apollo[83] :

  • AS-201 (r√©trospectivement et officieusement Apollo 1a) (26 f√©vrier 1966), mission non habit√©e, premier essai du lanceur Saturn IB. C'est un vol purement balistique culminant √† 450 km (sans mise en orbite) qui emporte un v√©ritable vaisseau Apollo et non une maquette. Il permet de tester avec succ√®s l'√©tage IVB qui sera r√©utilis√© sur la fus√©e Saturn V, le moteur principal du vaisseau Apollo qui est mis √† feu pour porter la vitesse √† 8 km/s, ainsi que le bouclier thermique de la capsule Apollo durant la phase de rentr√©e atmosph√©rique ;
  • AS-203 (r√©trospectivement et officieusement Apollo 3) (5 juillet 1966), est une mission non habit√©e dont l'objectif est d'√©tudier le comportement de l'hydrog√®ne et de l'oxyg√®ne liquide dans les r√©servoirs une fois la fus√©e plac√©e en orbite[N 17]. La mission est un succ√®s ;
  • AS-202 (r√©trospectivement et officieusement Apollo 2) (25 ao√Ľt 1966) est une mission non habit√©e. La fus√©e Saturn 1-B, comme dans le premier vol AS-201, lance sa charge utile sur une longue trajectoire balistique qui lui fait parcourir les trois-quarts du tour de la Terre. La mission doit permettre de tester le comportement du vaisseau Apollo et de la tour de sauvetage fournis dans des versions compl√®tement op√©rationnelles. Le vaisseau Apollo dispose pour la premi√®re fois de ses programmes de pilotage et de navigation et de ses piles √† combustible. Le moteur du vaisseau Apollo est allum√© √† quatre reprises. La rentr√©e dans l'atmosph√®re √† 8500m/s permet de tester le comportement du bouclier thermique soumis √† un √©chauffement prolong√©.

L'incendie du module de commande et de service d'Apollo 1

Article d√©taill√© : Apollo 1.
L'intérieur du vaisseau d'Apollo dévasté par l'incendie durant lequel son équipage a péri asphyxié.

Le 27 janvier 1967, alors que l'√©quipage du premier vol habit√© Apollo 1 (initialement AS-204) qui doit d√©coller un mois plus tard effectue une r√©p√©tition au sol en conditions r√©elles, un incendie se d√©clare dans le vaisseau Apollo (CMS) dans lequel les 3 astronautes se trouvent sangl√©s sur leurs couchettes. Les flammes font rage dans l'atmosph√®re confin√©e compos√©e uniquement d'oxyg√®ne ; Virgil Grissom, Edward White et Roger Chaffee d√©c√®dent asphyxi√©s sans √™tre parvenus √† ouvrir l'√©coutille dont le m√©canisme complexe ne permettait pas une ouverture rapide. Le vaisseau avait rencontr√© de nombreux probl√®mes de mise au point avant l'accident. Le d√©clenchement de l'incendie sera attribu√©, sans √™tre clairement identifi√©, √† un court-circuit d√Ľ √† un fil √©lectrique d√©nud√©. L'enqu√™te r√©v√®le l'utilisation de nombreux mat√©riaux inflammables dans la cabine et beaucoup de n√©gligences dans le c√Ęblage √©lectrique et la plomberie. Le d√©clenchement et l'extension de l'incendie avait √©t√© favoris√© par l'atmosph√®re d'oxyg√®ne pur (d√©pourvu d'azote) donc extr√™mement inflammable, une solution qui √©tait d√©j√† celle des vaisseaux Mercury et Gemini[N 18],[84].

De nombreuses modifications furent apport√©es pour que la cabine du vaisseau offre une meilleure r√©sistance au feu. L'√©coutille fut modifi√©e pour pouvoir √™tre ouverte en moins de 10 secondes. Une atmosph√®re d'azote et d'oxyg√®ne √©tait utilis√©e durant la premi√®re phase du vol. L'ensemble du programme Apollo subit une revue qui entra√ģna la modification de nombreux composants. Les exigences de qualit√© et les proc√©dures de test furent renforc√©es. Tout le programme subit un d√©calage de 21 mois accroissant la pression sur les √©quipes : la fin de la d√©cennie approchait. Par ailleurs, tout le monde s'inqui√©tait de l'avancement du programme sovi√©tique, m√™me si aucune information officielle ne filtrait de l'Union sovi√©tique.

Les missions sans équipage de la fusée Saturn V

Le module lunaire est placé dans son carénage pour la mission Apollo 5

Les d√©boires du vaisseau spatial Apollo permirent au programme de d√©veloppement de la fus√©e g√©ante Saturn V de rattraper son retard. Celle-ci avait en effet rencontr√© de nombreux probl√®mes touchant en particulier le deuxi√®me √©tage (le S-II qui est encore aujourd'hui le plus gros √©tage √† hydrog√®ne jamais con√ßu) : exc√®s de poids, ph√©nom√®nes de vibration (effet pogo), etc[85].

La mission Apollo 4 est le premier vol du lanceur géant Saturn V. À cette occasion, un vaisseau Apollo effectue pour la première fois une rentrée atmosphérique qui restera la rentrée terrestre la plus rapide jusqu'à Stardust. Afin de recueillir un maximum d'informations sur le comportement de la fusée, 4098 capteurs sont installés. Le premier lancement de Saturn V est un succès complet.
La mission Apollo 5 doit permettre de tester le module lunaire dans des conditions de vol r√©elles, c'est-√†-dire dans le vide spatial. Il s'agit en particulier de v√©rifier le fonctionnement de ses moteurs d'ascension et de descente, ainsi que sa capacit√© √† effectuer les manŇďuvres de s√©paration pr√©vues. La mission est √©galement destin√©e √† tester une manŇďuvre d'urgence consistant √† mettre √† feu les moteurs d'ascension sans avoir largu√© l'√©tage de descente (manŇďuvre d'interruption de la phase d'atterrissage). Malgr√© quelques caprices de l'√©lectronique du module lunaire, le fonctionnement de celui-ci peut √™tre valid√© par ce vol.
La mission Apollo 6 est une r√©p√©tition plus compl√®te d'Apollo 4. Le test est peu satisfaisant : deux des moteurs J-2 du 2e √©tage cessent pr√©matur√©ment de fonctionner ce qui peut √™tre compens√© par une dur√©e de fonctionnement prolong√©e de l'√©tage. Alors que la fus√©e a √©t√© plac√©e en orbite, l'unique moteur J-2 du 3e √©tage refuse de se rallumer. En sollicitant le moteur du vaisseau Apollo, les √©quipes de la NASA parviennent malgr√© tout √† effectuer les tests attendus. Malgr√© ces p√©rip√©ties, la NASA estima que d√©sormais la fus√©e Saturn V et les v√©hicules Apollo pouvaient embarquer des √©quipages en toute s√©curit√©.

Les vols habités préparatoires

Walter Schirra observe l'ext√©rieur √† travers le hublot utilis√© pour les manŇďuvres de rendez-vous (9e jour de la mission Apollo 7)
Sortie extravéhiculaire durant la mission Apollo 9

Le premier vol habité n'a lieu qu'en octobre 1968 mais les missions destinées à valider le fonctionnement des différents composants du programme et à effectuer une répétition presque complète d'une mission lunaire, se succèdent rapidement. Quatre missions préparatoires se déroulent sans anomalie majeure sur une période de 7 mois[86].

Apollo 7 est la premi√®re mission habit√©e du programme Apollo. Son but est de valider les modifications effectu√©es sur le vaisseau spatial √† la suite de l'incendie d‚ÄôApollo 1 (CMS version 2). Une fus√©e Saturn 1 B est utilis√©e car le module lunaire ne fait pas partie de l'exp√©dition. Au cours de son s√©jour en orbite, l‚Äô√©quipage r√©p√®te les manŇďuvres qui seront effectu√©es lors des missions lunaires. Apr√®s avoir quitt√© l‚Äôorbite terrestre et effectu√© leur rentr√©e dans l‚Äôatmosph√®re, la capsule et son √©quipage sont r√©cup√©r√©s sans incident dans l‚ÄôAtlantique. C‚Äô√©tait la premi√®re mission am√©ricaine √† envoyer une √©quipe de trois hommes dans l'espace et √† diffuser des images pour la t√©l√©vision. La fus√©e Saturn IB ne sera plus utilis√©e par la suite dans le cadre du programme d'exploration lunaire[87].
La mission Apollo 8 est le premier vol habit√© √† quitter l‚Äôorbite terrestre. √Ä ce stade d'avancement du programme, il s'agit d'une mission risqu√©e car une d√©faillance du moteur du vaisseau Apollo au moment de sa mise en orbite lunaire ou de son injection sur la trajectoire de retour aurait pu √™tre fatale √† l'√©quipage d'autant que le module lunaire a √©t√© remplac√© par une maquette. Mais les dirigeants de la NASA redoutent un coup d'√©clat des Sovi√©tiques pour la fin de l'ann√©e et d√©cident de courir le risque. Les astronautes font au total 10 r√©volutions autour de la Lune. Durant ce vol, ils r√©alisent de nombreux clich√©s de la Lune dont le premier lever de Terre. Apollo 8 permet pour la premi√®re fois √† un homme d'observer directement la ¬ę face cach√©e ¬Ľ de la Lune. L'une des t√Ęches assign√©es √† l'√©quipage consistait √† effectuer une reconnaissance photographique de la surface lunaire, notamment de la mer de la Tranquillit√© o√Ļ devait se poser Apollo 11[88].
Apollo 9 constitue le premier essai en vol de l‚Äôensemble des √©quipements pr√©vus pour une mission lunaire : fus√©e Saturn V, module lunaire et vaisseau Apollo. Pour la premi√®re fois, on baptise le vaisseau Apollo (Gumdrop) et le Lem (Spider), une d√©cision destin√©e √† faciliter les communications avec le sol lorsque les deux vaisseaux ont un √©quipage. Les astronautes effectuent toutes les manŇďuvres de la mission lunaire tout en restant en orbite terrestre. Le module lunaire simule un atterrissage puis r√©alise le premier rendez-vous r√©el avec le vaisseau Apollo. Les astronautes effectuent √©galement une sortie extrav√©hiculaire de 56 minutes pour simuler le transfert d'√©quipage du module lunaire au vaisseau Apollo en passant par l'ext√©rieur (manŇďuvre de secours mise en Ňďuvre en cas d'amarrage infructueux entre les deux vaisseaux). En outre, ils testent l'utilisation du module lunaire comme ¬ę canot de sauvetage ¬Ľ dans la perspective d'une d√©faillance du vaisseau Apollo ; c‚Äôest cette proc√©dure qui sera utilis√©e avec succ√®s par l‚Äô√©quipage d‚ÄôApollo 13[89].
Les dirigeants de la NASA envisag√®rent que cette mission soit celle du premier atterrissage sur le sol lunaire, car l'ensemble des v√©hicules et des manŇďuvres avait √©t√© test√© sans qu'aucun probl√®me majeur n'ait √©t√© d√©tect√©. Mais, dans la mesure o√Ļ les Sovi√©tiques ne semblaient pas pr√©parer de mission d'√©clat, ils pr√©f√©r√®rent opter pour une derni√®re r√©p√©tition au r√©alisme encore plus pouss√©. Peu apr√®s avoir quitt√© son orbite terrestre basse, le vaisseau Apollo, surnomm√© ¬ę Charlie Brown ¬Ľ, ex√©cuta la manŇďuvre d'amarrage au LEM. Apr√®s s'√™tre s√©par√© du troisi√®me √©tage de Saturn V, il effectua une rotation √† 180¬į puis arrima son nez au sommet du module lunaire avant de l'extraire de son car√©nage. Une fois le train spatial plac√© en orbite autour de la Lune, le module lunaire, surnomm√© ¬ę Snoopy ¬Ľ, entama la descente vers le sol lunaire qui fut interrompue √† 15,6 km de la surface. Apr√®s avoir largu√© l'√©tage de descente non sans quelques difficult√©s dues √† une erreur de proc√©dure, le LEM r√©alisa un rendez-vous avec le vaisseau Apollo. La mission reproduisit les principales √©tapes du vol final, √† la fois dans l'espace et au sol. Young √©tait aux commandes du vaisseau Apollo alors que Stafford et Cernan occupaient le module lunaire[90].


Panorama de la surface lunaire par Apollo 17.

Les missions lunaires

L'√©quipage d'Apollo 11 ; de gauche √† droite Neil Armstrong, Michael Collins et ¬ę Buzz ¬Ľ Aldrin.

Les sept missions suivantes lanc√©es entre 1969 et 1972 ont toutes pour objectifs de poser un √©quipage en diff√©rents points de la Lune, pr√©sentant un int√©r√™t g√©ologique. Apollo 11 est la premi√®re mission √† remplir l'objectif fix√© par le pr√©sident Kennedy. Apollo 12 est une mission sans histoire par contre Apollo 13, √† la suite d'une explosion dans le module de service, fr√īle la catastrophe et doit renoncer √† se poser sur la Lune. La NASA a modifi√© le mod√®le de module lunaire emport√© par les missions √† partir d'Apollo 15 pour r√©pondre aux attentes des scientifiques[91] : le s√©jour sur la Lune est prolong√© gr√Ęce √† des r√©serves de consommables plus importantes. Le module lunaire plus lourd transporte le rover lunaire qui accro√ģt le rayon d'action des astronautes durant leurs sorties.

Le 21 juillet 1969, les astronautes Neil Armstrong et Buzz Aldrin, apr√®s un atterrissage mouvement√© dans la mer de la Tranquillit√©, font leurs premiers pas sur la Lune. Armstrong, qui est le premier √† sortir du module lunaire, prononce sa phrase devenue depuis c√©l√®bre ¬ę C'est un petit pas pour un homme, un bond de g√©ant pour l'Humanit√© ¬Ľ - ¬ę That's one small step for [a][92] man; one giant leap for mankind ¬Ľ. L'objectif principal de la mission √©tait de r√©ussir l'atterrissage. L'√©quipage installe une version simplifi√©e de la station scientifique ALSEP et la sortie extrav√©hiculaire, au cours de laquelle une vingtaine de kilogrammes de roches lunaires sont collect√©es, ne dure que 2 heures 30. Apr√®s un s√©jour de 21 heures 38 sur le sol lunaire, le module lunaire d√©colle sans encombre. √Ä leur arriv√©e sur Terre, l'√©quipage et les √©chantillons lunaires sont plac√©s en quarantaine durant 21 jours pour √©viter une √©ventuelle contamination terrestre par des virus extraterrestres, une proc√©dure exig√©e par les scientifiques qui sera abandonn√©e √† partir d'Apollo 15[93].
32 secondes apr√®s son d√©collage, la fus√©e Saturn V est frapp√©e par la foudre, entra√ģnant une perte temporaire de la puissance √©lectrique. Le module lunaire fait un atterrissage de pr√©cision dans l'Oc√©an des Temp√™tes √† 180 m de la sonde spatiale Surveyor 3 dont certains √©l√©ments seront ramen√©s √† Terre pour √©valuer l'incidence de leur s√©jour prolong√© sur le sol lunaire et dans le vide. Charles Conrad et Alan Bean installent une station scientifique automatis√©e ALSEP, m√®nent √† bien des observations g√©ologiques et prennent de nouvelles photographies de la Lune et de sa surface. Ils recueillent √©galement 34,1 kg d'√©chantillons du sol lunaire. Durant ce s√©jour sur le sol lunaire de 31 heures 31 minutes, les deux astronautes r√©alisent deux excursions d'un total de 7 heures 45 minutes parcourant ainsi 2 km √† pied et s'√©loignent jusqu'√† 470 m du module lunaire. De nombreuses am√©liorations ont √©t√© r√©alis√©es en particulier dans la pr√©cision de l'atterrissage par rapport √† la mission Apollo 11. Les r√©sultats sont si positifs qu'on projette d'envoyer Apollo 13 dans une zone plus accident√©e[94].
K. Slayton et l'équipage de secours d'Apollo 13 peu après l'explosion dans le vaisseau Apollo 13 tentent de comprendre la situation et d'y remédier.
James Irwin salue le drapeau américain qu'il vient de planter (Apollo 15).
Gene Cernan après sa deuxième sortie sur le sol lunaire, sa tenue maculée de poussière lunaire, est photographié dans le module lunaire par son coéquipier Harrison Schmitt (Apollo 17).
La mission est interrompue √† la suite de l'explosion d'un r√©servoir d'oxyg√®ne liquide situ√© dans le module de service d'Odyssey durant le transit de la Terre √† la Lune, 55 heures 54 minutes apr√®s son envol. Le CSM est pratiquement hors service sans oxyg√®ne ni puissance √©lectrique. Les astronautes n'osent pas se servir de son moteur pour manŇďuvrer. Ils se r√©fugient dans le module lunaire Aquarius dont ils utilisent les ressources et le moteur pour les manŇďuvres de correction de trajectoire qui permettent d'optimiser la trajectoire de retour vers la Terre. Heureusement, la trajectoire de transit Terre-Lune a √©t√© calcul√©e pour que, en l'absence de manŇďuvre, le train spatial puisse revenir vers la Terre apr√®s avoir fait le tour de la Lune. Les astronautes r√©int√®grent le vaisseau Odyssey imm√©diatement avant l'arriv√©e √† Terre, larguent le module lunaire qui a servi de radeau de sauvetage avant d'effectuer une rentr√©e dans l'atmosph√®re sans encombre. L'explication de l'accident est d√©termin√©e sans ambigu√Įt√© : durant une vidange du r√©servoir d'oxyg√®ne, 15 jours avant le d√©collage, la gaine des fils √©lectriques qui le traversent a fondu et ceux-ci se sont retrouv√©s enti√®rement d√©nud√©s. Lorsque Jack Swigert a actionn√© le brassage du r√©servoir, des √©tincelles ont jailli et d√©clench√© son explosion[95].
Au d√©but du transit Terre-Lune, l'√©quipage ne parvient √† amarrer le module CSM au module lunaire qu'apr√®s 5 tentatives infructueuses, qui constitue un grand moment de tension pour l'√©quipage. Apollo 14 atterrit dans la r√©gion accident√©e de Fra Mauro qui √©tait l'objectif initial d'Apollo 13. Un des moments marquants de la mission se produit lorsque Alan Shepard, qui est le premier (et le seul) des astronautes du programme Mercury √† marcher sur la Lune, tire 2 balles de golf √† l'aide d'un club emmen√© clandestinement. Shepard et Edgar Mitchell pass√®rent plus de 9 heures au cours de 2 sorties √† explorer une zone o√Ļ la NASA pensait trouver des roches figurant parmi les plus anciennes. Ils ram√®nent 42,9 kg d'√©chantillons rocheux[96].
Apollo 15 est la premi√®re mission √† emporter un module lunaire alourdi gr√Ęce, entre autres, √† l'optimisation du lanceur Saturn V. Le poids suppl√©mentaire est principalement constitu√© par le rover lunaire et des consommables (oxyg√®ne et puissance √©lectrique) qui portent la dur√©e de son autonomie de 35 heures √† 67 heures. David Scott et James Irwin passent 2 jours et 18 heures sur le sol lunaire. Au cours de leurs trois sorties extrav√©hiculaires, qui durent en tout 18 heures 36 minutes, ils parcourent plus de 28,2 km √† proximit√© du mont Hadley gr√Ęce au rover lunaire. Parmi les 76 kg de roches pr√©lev√©es, les astronautes trouvent ce qu'on pense √™tre un cristallin de la cro√Ľte lunaire originelle vieille d'environ 4,6 milliards d'ann√©es. Un petit satellite emportant trois exp√©riences scientifiques est largu√© alors que le CMS est en orbite autour de la Lune. Worden fait une sortie spatiale de 16 minutes dans l'espace alors que le vaisseau Apollo se trouve encore √† 315 000 km de la Terre. Au retour, durant la descente vers le sol terrestre, un des trois parachutes se met en torche sans dommage pour l'√©quipage[97].
Apollo 16 est la premi√®re mission √† se poser sur les hauts-plateaux lunaires. John Watts Young et Charles Duke passent 20 heures 14 minutes sur la Lune, installant plusieurs exp√©riences, parcourant 26,7 km √† l'aide du rover lunaire et recueillant 95,4 kg d'√©chantillons rocheux. L‚Äô√©quipage largue un mini-satellite destin√© √† √©tudier les particules et le champ magn√©tique solaire[98].
Apollo 17 est la derni√®re mission sur la Lune. L'astronaute Eugene Cernan et son compagnon Harrison Schmitt, un g√©ologue civil am√©ricain, le seul astronaute scientifique du programme Apollo √† avoir vol√©, sont les derniers hommes √† marcher sur la Lune : ils y passent 22 h 05 min, parcourant gr√Ęce √† la Jeep lunaire 36 km dans la r√©gion des monts Taurus, pr√®s du crat√®re de Littrow. C'est l'√©quipage qui ram√®ne le plus de roches lunaires (111 kg) et effectue la plus longue sortie extravehiculaire[99].

La fin prématurée du programme Apollo

Article d√©taill√© : Skylab.

La NASA se pr√©occupe d√®s 1963 de la suite √† donner au programme Apollo. En 1965, l'agence cr√©e une structure affect√©e aux missions post√©rieures √† celles d√©j√† planifi√©es regroup√©es sous l'appellation Apollo Applications Program (AAP)[100]. La NASA propose plusieurs types de mission dont le lancement en orbite d'une station spatiale, des s√©jours prolong√©s sur la Lune mettant en Ňďuvre plusieurs nouveaux modules d√©riv√©s du LEM, une mission habit√©e vers Mars[101], le survol de V√©nus par une mission habit√©e[102], etc. Mais les objectifs scientifiques trop vagues ne r√©ussissent pas √† convaincre le congr√®s am√©ricain beaucoup moins motiv√© par les programmes spatiaux ¬ę post-Apollo ¬Ľ. Par ailleurs, les priorit√©s des √Čtats-Unis ont chang√© : les dispositifs sociaux mis en place par le pr√©sident Lyndon Johnson dans le cadre de sa guerre contre la pauvret√© (Medicare et Medicaid) et surtout un conflit vietnamien qui s'envenime pr√©l√®vent une part croissante du budget. Ce dernier ne consacre aucuns fonds √† l'AAP pour les ann√©es 1966 et 1967. Les budgets vot√©s par la suite ne permettront de financer que le lancement de la station spatiale Skylab r√©alis√©e en utilisant un troisi√®me √©tage de la fus√©e Saturn V.

En 1970, le programme Apollo lui-m√™me est touch√© par les r√©ductions budg√©taires : la derni√®re mission planifi√©e (Apollo 20) est annul√©e tandis que les vols restants sont √©tal√©s jusqu'en 1974. La NASA doit se pr√©parer √† se s√©parer de 50 000 de ses employ√©s et sous-traitants (sur 190 000) tandis que l'on annonce l'arr√™t d√©finitif de la fabrication de la fus√©e Saturn V qui ne survivra donc pas au programme. Un projet de mission habit√© vers Mars (pour un co√Ľt compris entre trois et cinq fois celui du programme Apollo) propos√© par un comit√© d'experts sollicit√© par le nouveau pr√©sident r√©publicain Richard Nixon ne re√ßoit aucun appui ni dans la communaut√© des scientifiques ni dans l'opinion publique et est rejet√© par le Congr√®s sans d√©bat[103],[104]. Le 20 septembre 1970, le responsable de la NASA, d√©missionnaire, annonce que les contraintes budg√©taires n√©cessitent de supprimer deux nouvelles missions Apollo 18 et Apollo 19[105],[106].

L'annulation des missions laisse trois fus√©es Saturn V inutilis√©es dont l'une permettra n√©anmoins de lancer la station spatiale Skylab. Les deux restantes sont aujourd'hui expos√©es au Johnson Space Center et au centre spatial Kennedy. La station spatiale Skylab est occup√©e successivement par trois √©quipages lanc√©s par des fus√©es Saturn IB et utilisant des vaisseaux Apollo (1973). Une fus√©e Saturn IB fut utilis√©e pour le lancement de la mission Apollo-Soyouz qui emportait un vaisseau spatial Apollo (1975). Ce sera la derni√®re mission √† utiliser du mat√©riel d√©velopp√© dans le cadre du programme Apollo. Le co√Ľt du programme est √©valu√© √† 25,4 milliards de dollars en 1969 (√©quivalent √† 135 milliards de dollars, en 2006).

Le bilan du programme Apollo

Le triomphe de l'astronautique américaine

L'objectif fix√© au programme Apollo par le pr√©sident Kennedy en 1961 est rempli au-del√† de toute esp√©rance. L'astronautique am√©ricaine a su d√©velopper dans un temps record un lanceur d'une puissance inimaginable dix ans auparavant, ma√ģtriser compl√®tement le recours √† l'hydrog√®ne pour sa propulsion et r√©aliser ce qui paraissait, peu de temps auparavant, relever de la science-fiction : amener l'homme sur un autre astre. Malgr√© le saut technologique, le taux de r√©ussite des lancements des fus√©es Saturn a √©t√© de 100 % et tous les √©quipages ont pu √™tre ramen√©s √† Terre. Aux yeux du monde entier le programme Apollo est une d√©monstration magistrale du savoir-faire am√©ricain et de sa sup√©riorit√© sur l'astronautique sovi√©tique qui au m√™me moment accumule les √©checs[107]. Pour beaucoup d'Am√©ricains cette victoire d√©montre la sup√©riorit√© de la soci√©t√© am√©ricaine m√™me si cette foi dans leur syst√®me est fortement √©branl√©e √† la m√™me √©poque par l'ampleur de la contestation √©tudiante li√©e √† la guerre du Vi√™t Nam et l'agitation sociale qui touche en particulier la minorit√© noire dans les grandes villes li√©e avec le mouvement des droits civiques.

Le bilan scientifique

Une prise en compte tardive et laborieuse des enjeux scientifiques

Le ¬ę rocher de la gen√®se ¬Ľ ramen√© par la mission Apollo 15

Le programme Apollo, lorsqu'il est lanc√©, r√©pond √† des consid√©rations de politique ext√©rieure : l'architecture des missions et la conception des v√©hicules sont d√©finies sans se soucier de leur pertinence et de leur p√©rennit√© du point de vue de la recherche scientifique. Celle-ci est int√©gr√©e dans le projet tardivement et avec beaucoup de difficult√©s. Absorb√©s par les d√©fis techniques √† relever, la NASA et le MSC ‚ÄĒ ce dernier √©tait particuli√®rement concern√© puisque charg√© de la conception des vaisseaux habit√©s et de l'entra√ģnement des astronautes ‚ÄĒ ont du mal √† consacrer des forces √† la prise en compte des besoins scientifiques. Enfin, membres de la NASA et scientifiques (ceux-ci √©tant repr√©sent√©s notamment par le National Academy of Sciences et le Space Science Board) t√Ętonn√®rent longtemps pour mettre au point un mode de travail constructif, chacun voulant assumer la conduite des projets. Apr√®s avoir lanc√© les premi√®res √©tudes en 1962, le Space Science Board d√©finit au cours de l'√©t√© 1965 les points cl√©s √† traiter pour les 15 prochaines ann√©es dans le domaine de la recherche lunaire. Ce document servira de cahier des charges pour la conception des exp√©riences scientifiques √† mettre en Ňďuvre au cours des missions Apollo.

Pour mener des recherches scientifiques sur le terrain, il valait mieux disposer de scientifiques entra√ģn√©s comme astronautes que de pilotes ‚ÄĒ le vivier dans lequel avait puis√© jusque l√† la NASA ‚ÄĒ form√©s √† la g√©ologie. En 1965, malgr√© les r√©ticences d'une partie du management, la NASA recrute 6 scientifiques. Seuls deux d'entre eux √©taient des pilotes v√©t√©rans et les autres durent suivre une formation de pilote de chasseur √† r√©action. D√©but 1966, le MSC, apr√®s avoir √©t√© plusieurs fois relanc√© par la direction de la NASA, mit en place une structure destin√©e aux exp√©riences scientifiques permettant d'amorcer le processus de d√©veloppement des instruments embarqu√©s. Seul le g√©ologue Schmitt aura l'occasion d'aller sur la Lune[108].

Une connaissance affinée de la Lune

Articles d√©taill√©s : ALSEP et Roche lunaire.
Roches lunaires
Mission
lunaire
Masse
rapportée
Année
Apollo 11 22 kg 1969
Apollo 12 34 kg 1969
Apollo 14 43 kg 1971
Apollo 15 77 kg 1971
Apollo 16 95 kg 1972
Apollo 17 111 kg 1972
Luna 16 101 g 1970
Luna 20 55 g 1972
Luna 24 170 g 1976

Les missions Apollo ont permis de collecter en tout 380 kg de roches lunaires dans six r√©gions diff√©rentes de notre satellite (√† comparer aux 336 grammes ramen√©s sur Terre par les missions sovi√©tiques robotis√©es du programme Luna √† la m√™me √©poque). De nombreuses donn√©es ont √©t√© collect√©es au cours du programme : mesures effectu√©es par les astronautes durant leur s√©jour sur le sol lunaire, photographies prises depuis l'orbite lunaire, relev√©s effectu√©s par les instruments log√©s dans une des baies du module de service √† partir de la mission Apollo 15. Enfin, les stations scientifiques ALSEP, comportant de 3 √† 8 instruments et d√©pos√©es sur le sol lunaire durant les sorties extrav√©hiculaires, ont transmis leurs mesures aux stations terrestres jusqu'√† l'√©puisement de leur source d'√©nergie radioactive en septembre 1977[109]. Les r√©flecteurs laser qui faisaient partie des ALSEP mais n'ont pas besoin d'une source d'√©nergie, car compl√®tement passifs, sont encore utilis√©s de nos jours pour mesurer les variations de distance entre la Terre et la Lune.

Contre toute attente les √©chantillons lunaires ramen√©s comme les observations et les mesures effectu√©es n'ont pas permis de trancher entre les diff√©rents sc√©narios de formation de la Lune : produit de la collision entre un astre vagabond et la Terre (th√®se aujourd'hui privil√©gi√©e), capture d'un astre par la Terre, formation en parall√®le, etc. En effet, l'interpr√©tation de donn√©es issues d'un milieu extraterrestre s'est av√©r√©e beaucoup plus difficile que ce que les scientifiques avaient imagin√©, car n√©cessitant entre autres, un gros effort de recherche interdisciplinaire. Les √©chantillons de roche collect√©es indiquent une g√©ologie complexe aussi les scientifiques estiment que la Lune est, dans ce domaine, en grande partie inexplor√©e malgr√© les 6 exp√©ditions Apollo. Les donn√©es collect√©es par les 4 sismom√®tres ont permis d'esquisser une mod√©lisation de la structure interne de la Lune : une cro√Ľte de 60 km d'√©paisseur surmontant une couche homog√®ne et de nature diff√©rente de 1 000 km d'√©paisseur avec en profondeur un cŇďur √† moiti√© fondu (1 500 ¬įC) constitu√© sans doute de silicates. Les altim√®tres laser d'Apollo 15 et 16 ont confirm√© que le centre de gravit√© de la Lune ne co√Įncidait pas avec son centre g√©om√©trique. Les donn√©es g√©ologiques et g√©ochimiques recueillies ont √©t√© par contre beaucoup plus difficiles √† interpr√©ter et n'ont permis de tirer que des conclusions g√©n√©rales : les √©chantillons refl√®tent une composition chimique diff√©rente de celle de la Terre avec une proportion plus faible des √©l√©ments les plus volatiles et plus d'√©l√©ments radioactifs que la moyenne cosmique. Trois types de roche semblent pr√©dominer : des basaltes riches en fer dans les mers, des plagioclases ou anorthosites riches en aluminium dans les zones situ√©es en altitude et des basaltes riches en uranium et en thorium avec des concentrations importantes de potassium, terres rares et phosphore (basaltes ¬ę KREEP ¬Ľ). Mais pour certains scientifiques de cette √©poque, ces roches ne refl√®tent pas la composition du sol de la Lune primordiale sans doute enseveli par le bombardement constant subi par celle-ci depuis plusieurs milliards d'ann√©es[110].

Les retombées technologiques

La construction de l'ordinateur de bord des vaisseaux Apollo contribua à la généralisation des circuits intégrés

L'impact du programme Apollo et des programmes spatiaux américains contemporains sur l'évolution technologique est indirect et porte sur des domaines bien précis. Il est difficile de distinguer la contribution du programme de celle des projets militaires (missile balistique) qui le précèdent ou l'accompagnent. Si les technologies concernées peuvent être clairement identifiées, il est beaucoup moins facile de mesurer précisément l'incidence du programme spatial sur les progrès constatés.

L'industrie m√©tallurgique, qui doit r√©pondre √† des exigences particuli√®rement s√©v√®res (all√®gement, absence de d√©faut) et aux contraintes de l'environnement spatial (vide entra√ģnant la sublimation des m√©taux, vibration, chaleur), cr√©e de nouvelles techniques de soudure, dont le soudage par explosion, pour obtenir des pi√®ces sans d√©faut. Le recours √† l'usinage chimique, qui deviendra plus tard un proc√©d√© essentiel pour la fabrication des composants √©lectroniques, est fr√©quent. Il a fallu mettre au point de nouveaux alliages et recourir √† des mat√©riaux composites. Les instruments de mesure install√©s dans les engins spatiaux ont d√Ľ satisfaire des exigences de pr√©cision, fiabilit√© et rapidit√© beaucoup plus √©lev√©es que la norme. L'instrumentation biom√©dicale est n√©e de la n√©cessit√© de contr√īler l'√©tat de sant√© des astronautes en vol. Enfin, les projets de la NASA des ann√©es 1960 ont permis d'affiner les techniques de calcul de la fiabilit√© et de mettre au point un grand nombre de techniques de gestion de projet : PERT, WBS, gestion de la valeur acquise, revue technique, contr√īle qualit√©[111].

Le programme Apollo a contribu√© √† l'essor de l'informatique : le d√©veloppement des programmes de navigation et de pilotage des vaisseaux Apollo voit appara√ģtre la scission entre hardware et logiciel. Les m√©thodes de programmation et de test sont √©galement en partie n√©es des exigences de fiabilit√© et de la complexit√© des logiciels d√©velopp√©s pour le programme. Enfin, le projet lance l'utilisation des circuits int√©gr√©s qui ont fait leur apparition en 1961. La NASA ach√®te au d√©but du programme 60 % de la production mondiale pour les besoins des ordinateurs des vaisseaux Apollo[112].

L'impact sur la société

Lorsque la fiction semble devenir réalité

L'√®re spatiale d√©bute en plein age d'or d'une science-fiction am√©ricaine inspir√©e par les r√©alisations techniques n√©es de la Seconde Guerre mondiale et incarn√©e par des √©crivains comme Isaac Asimov, Robert Heinlein, Arthur C. Clarke. Leurs Ňďuvres dressent en images saisissantes et cr√©dibles, le portrait d'une civilisation terrestre et plus particuli√®rement am√©ricaine qui s'est √©tendue aux plan√®tes voisines ou aux √©toiles. Des ing√©nieurs comme le futur concepteur de la Saturn V Wernher von Braun (ce dernier √† travers ses contacts avec Walt Disney) contribuent √©galement √† populariser l'id√©e de l'exploration de l'espace par l'homme. Lorsque le programme Apollo est lanc√©, la rh√©torique sous-jacente de la litt√©rature de fiction spatiale (nouvelle fronti√®re, conqu√™te de l'espace) est reprise dans le discours de responsables politiques et de ceux l'agence spatiale. Aiguill√©s par la NASA, des magazines comme Life, la t√©l√©vision am√©ricaine en pleine expansion, transforment la course √† l'espace et le programme Apollo en particulier, en un feuilleton haletant, suivi avec passion par les Am√©ricains et dont les astronautes sont les h√©ros. Le film 2001 : L'Odyss√©e de l'espace, r√©alis√© en collaboration √©troite avec les sp√©cialistes de l'industrie spatiale et qui sort en 1968, refl√®te l'id√©e que se font beaucoup d'un futur spatial qui semble d√©sormais √† port√©e de main[113].

La Terre comme on ne l'avait jamais vue (Apollo 8)

La Terre vue de la Lune (Apollo 8).

Lorsque les cosmonautes d'Apollo 8 effectuent le voyage initial vers la Lune, donnant √† des millions de t√©l√©spectateurs pour la premi√®re fois la possibilit√© d'apercevoir leur plan√®te plong√©e dans l'espace, ils sont sans doute nombreux √† partager le sentiment qui inspire au po√®te Archibald MacLeish ce texte intitul√© ¬ę Riders on earth together, Brothers in eternal cold ¬Ľ (¬ę Passagers solidaires de la Terre, fr√®res dans le froid √©ternel ¬Ľ) qui fut imprim√© le jour de No√ęl √† la Une du New York Times :

¬ę To see the earth as it truly is, small blue and beautiful in that eternal
silence where it floats, is to see ourselves as riders on the earth together,
brothers on that bright loveliness in the eternal
cold‚ÄĒbrothers who know now they are truly brothers ¬Ľ
¬ę Contempler la Terre telle qu'elle est r√©ellement, petit joyau bleu flottant dans un silence √©ternel,
c'est réaliser que nous sommes des passagers solidaires de la Terre,
frères pour l'éternité sur cette beauté multicolore au milieu du froid éternel,
fr√®res qui r√©alisent maintenant qu'ils sont vraiment fr√®res. ¬Ľ[114].

Les photos de la Terre prises depuis l'espace lointain par les équipages du programme Apollo frapperont les esprits à l'époque. La plus célèbre de ces photos est La Bille bleue prise par les astronautes d'Apollo 17. D'autres photos, comme celles montrant un lever de Terre au-dessus d'un sol lunaire dépourvu de couleurs ou celles mettant en évidence la minceur de la couche atmosphérique ont fait prendre conscience du caractère unique et fragile de notre planète, le vaisseau Terre. Ces images ont sans doute contribué à l'expansion des mouvements écologiques au cours des décennies suivantes[115].

Premiers pas sur la Lune, un événement marquant et quelques voix discordantes (Apollo 11)

¬ę Eagle s'est pos√© ¬Ľ : √©dition du The Washington Post parue le lendemain des premiers pas des deux premiers hommes sur la Lune.

Le 20 juillet 1969, 600 millions de t√©l√©spectateurs, soit un cinqui√®me de la population mondiale de l'√©poque, assistent en direct √† la t√©l√©vision aux premiers pas de Neil Armstrong et Buzz Aldrin. Si presque tout le monde s'accorde sur le fait qu'il s'agit d'un √©v√©nement marquant, il y a toutefois des voix pour s'√©lever contre le gaspillage d'argent comme certains repr√©sentants de la communaut√© noire am√©ricaine, √† l'√©poque en pleine √©bullition. L'√©crivain de science-fiction Ray Bradbury, qui participe √† un d√©bat √† la t√©l√©vision √† Londres, durant lequel il se heurte aux critiques √©manant, entre autres, de l'activiste politique irlandaise Bernadette Devlin, s'insurge ¬ę Au bout de 6 milliards d'ann√©es d'√©volution, cette nuit, nous avons fait mentir la gravit√©. Nous avons atteint les √©toiles... et vous refusez de f√™ter cet √©v√©nement ? Allez au diable ! ¬Ľ[114].

Le mot de Neil Armstrong, ¬ę C'est un petit pas... ¬Ľ, fut imm√©diatement repris et adapt√© tandis que l'expression ¬ę Si on a pu envoyer des hommes sur la Lune, alors on devrait pouvoir... ¬Ľ devint une phrase passe-partout. Mais l'int√©r√™t pour le programme spatial faiblit rapidement. Le d√©roulement de la mission Apollo 12, pourtant film√© en couleurs contrairement √† Apollo 11, fut beaucoup moins suivi. Les commentaires tr√®s techniques, hors de port√©e de l'Am√©ricain moyen, l'absence de p√©rip√©ties banalisaient l'√©v√©nement. Il fallut l'accident d'Apollo 13, qui repla√ßait l'homme au cŇďur de la mission, pour raviver l'int√©r√™t du public[114].

Le programme Apollo au cinéma

Plusieurs films et de nombreux documentaires ont pris pour sujet le programme Apollo. On peut citer notamment Apollo 13, réalisé en 1995 par Ron Howard, qui reconstitue les péripéties du vol Apollo 13. The Dish, réalisé en 2000 par Rob Sitch, est une semi-fiction retraçant l'histoire de la construction d'une station de réception terrestre en Australie qui doit recevoir la première émission télévisuelle émise depuis la Lune par Apollo 11. In the Shadow of the Moon est un documentaire de 2008 constitué à partir de films d'actualités diffusés à l'époque, de documents internes de la NASA et d'interviews de plusieurs astronautes encore en vie.

L'héritage du programme Apollo

La navette spatiale : l'utopie de l'espace √† bas co√Ľt

Au d√©but des ann√©es 1970, alors que le programme Apollo touche √† sa fin, certains d√©cideurs politiques envisagent l'arr√™t des vols habit√©s trop co√Ľteux et aux retomb√©es limit√©es. La fin de la guerre froide et l'effondrement du programme spatial sovi√©tique a priv√© le projet habit√© am√©ricain d'une grande partie de ses justifications. Mais Richard Nixon ne veut pas √™tre celui qui a arr√™t√© les missions habit√©es auxquelles se rattache encore malgr√© tout une part de prestige. Par ailleurs, si l'opinion publique et la communaut√© scientifique s'accordent sur la n√©cessit√© de r√©duire le budget spatial en particulier consacr√© aux vols habit√©s, le pr√©sident n'est pas insensible au lobbying de l'industrie et aux consid√©rations √©lectorales : la Californie qui concentre une grande partie des emplois de l'astronautique ‚ÄĒ les effectifs employ√©s par l'industrie a√©rospatiale en Californie passe de 455 000 √† 370 000 personnes entre 1967 et 1970 ‚ÄĒ est un enjeu important pour les √©lections √† venir[116]. En partie pour r√©pondre aux critiques sur le co√Ľt du programme Apollo, la NASA a √©labor√© √† cette √©poque son projet de navette spatiale qui doit permettre d'abaisser de mani√®re significative le prix du kilogramme plac√© en orbite par rapport aux lanceurs non r√©utilisables. Le pr√©sident Nixon donne son feu vert au programme de la navette spatiale mais celle-ci devra s'inscrire par la suite dans un cadre budg√©taire spatial civil en d√©croissance constante : les sommes allou√©es √† la NASA passent progressivement de 1,7 % du budget total de l'√Čtat f√©d√©ral en 1970 √† 0,7 % en 1986, son point le plus bas[24]. Les espoirs suscit√©s par la navette spatiale seront d√©√ßus : on estime en 2008, alors que le programme de la navette est en voie d'ach√®vement, que chaque vol de la navette spatiale am√©ricaine revient √† 1,5 milliard de dollars en int√©grant les co√Ľts de d√©veloppement : un co√Ľt non concurrentiel par rapport √† celui d'un lanceur classique. La souplesse op√©rationnelle n'est pas non plus au rendez-vous : la cadence de lancement atteint 5 % de celle pr√©vue initialement[117].

Missions spatiales habitées et communauté scientifique

La communaut√© scientifique am√©ricaine tire un bilan n√©gatif du programme Apollo. Les retomb√©es scientifiques du programme sont limit√©es au regard des sommes investies et la part du programme spatial consacr√©e √† la science (satellites scientifiques, sondes spatiales) a diminu√© durant les ann√©es Apollo. Le ph√©nom√®ne se r√©p√®tera d'ailleurs au cours des d√©cennies suivantes, les programmes scientifiques de la NASA √©tant r√©guli√®rement victimes soit des d√©passements budg√©taires des programmes spatiaux habit√©s soit d'arbitrages en leur d√©faveur. Aussi, l'Acad√©mie des Sciences am√©ricaine demande √† l'√©poque que l'activit√© spatiale soit recentr√©e sur des th√®mes scientifiques et ses applications dans le domaine de la m√©t√©orologie, l'agriculture, l'hydrologie, l'oc√©anographie, etc. Elle s'oppose √©galement au d√©veloppement de la navette spatiale[118]. La communaut√© scientifique est aujourd'hui dans son ensemble toujours peu favorable aux missions habit√©es au del√† de l'orbite basse  : en 2004, √† la suite de la relance des missions habit√©es vers la Lune et Mars, le comit√© charg√© du financement de l'astrophysique au sein de l'American Physical Society, s'inqui√©tait de l'importance des fonds monopolis√©s par ce type de mission aux objectifs mal cern√©s au d√©triment de projets, comme les t√©lescopes spatiaux, qui avaient largement prouv√© leur int√©r√™t scientifique[119].

Regards contemporains : entre nostalgie, n√©gation et frustration

Apr√®s les progr√®s fulgurants des ann√©es 1960 dont le d√©barquement lunaire constitue l'acm√©, le vol spatial habit√©, contrairement √† toutes les pr√©dictions de l'√©poque, s'est repli√© durant ses cinquante derni√®res ann√©es sur l'orbite terrestre basse. L'astronaute Gene Cernan, dans son autobiographie publi√©e en 1999, √©crit ¬ę Tout se passe comme si le programme Apollo avait vu le jour avant son heure, comme si le pr√©sident Kennedy avait √©t√© chercher une d√©cennie au cŇďur du 21e si√®cle et qu'il avait r√©ussi √† l'ins√©rer au d√©but des ann√©es 1960 ¬Ľ. Pour l'historien am√©ricain J.R. McNeill, l'aventure du programme Apollo et de l'exploration spatiale en g√©n√©ral pourrait √™tre une impasse condamn√©e √† devenir dans le futur une simple note de bas de page de l'histoire de la civilisation, √† moins que des d√©couvertes ne relancent son int√©r√™t ou que renaisse une course au prestige entre des nations disposant de moyens financiers suffisants[114],[120].

√Ä l'√©poque du d√©barquement sur la Lune, il existait d√©j√† une petite minorit√© d'incr√©dules qui se recrutait aux √Čtats-Unis dans les classes sociales les plus d√©favoris√©es, coup√©es de toute connaissance scientifique, et les minorit√©s. L'audience de la th√®se du moon hoax (canular lunaire) s'√©largit dans les ann√©es 1970 lorsqu'un climat de d√©fiance vis-√†-vis des institutions s'installe chez beaucoup d'Am√©ricains dans le sillage du scandale du Watergate et de la guerre du Vietnam : c'est √† cette √©poque, symbolis√©e dans les m√©dias par le film Les Trois Jours du condor, qu'est tourn√© Capricorn One (1978) qui raconte l'histoire d'un faux d√©barquement sur Mars mis en sc√®ne par la NASA. En 2001, l'√©mission ¬ę Th√©orie du complot : avons-nous atterri sur la Lune ? ¬Ľ , bas√©e sur des pseudo t√©moignages scientifiques et diffus√©e sur la chaine de t√©l√©vision FOX rencontre un succ√®s d'audience qui t√©moigne surtout de l'absence de culture scientifique de ses auditeurs. Malgr√© ses incoh√©rences √©videntes, la th√©orie du faux d√©barquement sur la Lune continue √† trouver des partisans pour les raisons d√©j√† cit√©es mais sans doute √©galement parce que l'√©v√©nement est si √©loign√© de toute exp√©rience personnelle, qu'il d√©gage pour beaucoup un sentiment d'irr√©alit√©[114].

La stagnation du programme spatial habit√© am√©ricain apr√®s les succ√®s du programme Apollo suscite un intense sentiment de frustration chez beaucoup de passionn√©s d'astronautique. Au moment m√™me o√Ļ le programme Apollo subit un coup d'arr√™t √† la fin des ann√©es 1960, naissent des associations militant pour un programme spatial habit√© ambitieux prolongeant l'effort spatial engag√©. Selon T.E. Dark, l'apparition de ces mouvements est √† mettre en relation avec la crise que subit √† la fin des ann√©es 1960 l'id√©e de progr√®s, une croyance au cŇďur de la soci√©t√© am√©ricaine. L'apparition du mouvement √©cologique, un scepticisme naissant vis-√†-vis des bienfaits de la croissance √©conomique et la crainte d'un d√©clin culturel am√©ricain expliquent principalement cette crise. Promouvoir le programme spatial √©tait un moyen de faire revivre l'id√©e de progr√®s sous une autre forme.

L'association la plus connue √† l'√©poque, la L-5 Society, pr√©conise la colonisation de l'espace par la cr√©ation de gigantesques habitats spatiaux au point de Lagrange L5. Elle re√ßoit l'attention du Congr√®s am√©ricain ainsi que de la NASA. Mais le concept d'habitats spatiaux g√©ants ne d√©passera jamais le stade de l'√©tude th√©orique, car il n√©cessite de lancer un million de tonnes en orbite autour de la Terre en 6 ou 10 ans , un objectif qui ne pouvait √™tre atteint que si le cout de la mise en orbite √©tait abaiss√© √† 55 dollars le kg comme envisag√© par l'√©tude de Gerard K. O'Neill et la NASA en 1975-1977[121]. La L-5 Society disparait en 1987, victime des d√©sillusions n√©es de la crise de l'√©nergie et des d√©boires de la navette spatiale am√©ricaine. En 1998 est fond√©e la Mars Society qui milite pour la colonisation de Mars. Son cr√©ateur, Robert Zubrin, r√©dige plusieurs ouvrages tr√®s document√©s sur les moyens de mener une mission habit√©e sur Mars. The Planetary Society est une association plus ancienne, n√©e en 1980, dont le fondateur le plus connu est Carl Sagan, qui a un ancrage international et compte plus de 100 000 membres. Plus r√©aliste, elle milite surtout pour l'exploration du syst√®me solaire mais a tout de m√™me apport√© son soutien au programme de mission habit√©e vers la ¬ę plan√®te rouge ¬Ľ de la Mars Society[122].

Les tentatives avortées de retour de l'homme sur la Lune

Articles d√©taill√©s : Programme Constellation et Mission habit√©e vers Mars.
Vue d'artiste du module lunaire du programme Constellation qui aurait d√Ľ atterrir sur la Lune vers 2020

Depuis la mission habit√©e Apollo 17 de 1972, plus aucun astronaute ne s'est √©loign√© de plus de quelques centaines de kilom√®tres de la Terre. Le 20 juillet 1989, pour le 20e anniversaire de l'atterrissage d'Apollo 11, le pr√©sident des √Čtats-Unis George H. W. Bush lance un programme spatial ambitieux sur 30 ans, le Space Exploration Initiative (SEI)[123], qui doit permettre l'installation d'une base permanente sur la Lune. Mais son co√Ľt, l'absence de soutien dans l'opinion public et les fortes r√©ticences du Congr√®s font capoter le projet. En 2004, son fils, le pr√©sident George W. Bush, rend public les objectifs √† long terme qu'il souhaite assigner au programme spatial am√©ricain alors que l'accident de la navette spatiale Columbia vient de clouer au sol une flotte de navettes spatiales vieillissantes et que le sort de la station spatiale internationale, dont l'ach√®vement approche, est en suspens. Le projet pr√©sidentiel Vision for Space Exploration veut replacer l'homme au cŇďur de l'exploration spatiale : le retour d'astronautes sur la Lune est programm√© avant 2020 pour une s√©rie de missions destin√©es √† pr√©parer une √©ventuelle pr√©sence permanente de l'homme sur le sol lunaire et mettre au point le mat√©riel n√©cessaire √† de futures missions habit√©es sur Mars fix√©es √† une √©ch√©ance beaucoup plus lointaine[114],[124]. Cette fois ci, l'opinion comme le Congr√®s sont favorables au projet : le programme Constellation est alors mis sur pied par la NASA pour r√©pondre aux attentes pr√©sidentielles. Il pr√©voit la construction de deux types de lanceur Ares I et Ares V ainsi que, de mani√®re similaire au programme Apollo, deux vaisseaux habit√©s Altair et Orion[125]. La NASA utilise, en les adaptant, des moteurs-fus√©es d√©velopp√©s pour la fus√©e Saturn V, les propulseurs √† poudre de la navette spatiale ainsi que de nombreuses installations au sol remontant √† l'√©poque du programme Apollo. Mais le programme prend du retard et se heurte √† un probl√®me de financement qui selon les plans initiaux, doit s'effectuer sans augmentation substantielle du budget global de la NASA[126]. Suite √† son investiture, le pr√©sident am√©ricain Barack Obama fait expertiser le programme Constellation par la commission Augustine, cr√©√©e √† cet effet le 7 mai 2009. Celle-ci conclut qu'il manque 3 milliards de $ par an pour atteindre les objectifs fix√©s[127] mais confirme l'int√©r√™t d'une seconde exploration humaine de la Lune comme √©tape interm√©diaire avant une mission habit√©e vers Mars[128]. D√©but f√©vrier 2010 le pr√©sident Obama annonce l'annulation du programme Constellation qui est confirm√©e par la suite[129],[130].

Vidéos

Notes et références

Notes

  1. ‚ÜĎ Mais D. Eisenhower repousse le projet de d√©barquement sur la Lune propos√© par la NASA d√®s 1960 (Source J. Villain).
  2. ‚ÜĎ Les √©quipes de la NASA avaient indiqu√© que le d√©barquement sur la Lune pourrait se faire d√®s 1967 mais l'administrateur de l'agence, James E. Webb, pr√©f√©ra ajouter deux ann√©es pour tenir compte d'al√©as √©ventuels (Source Monographie NASA : Project Apollo: A Retrospective Analysis).
  3. ‚ÜĎ Abe Silverstein √©tait d√©j√† √† l'origine du nom de bapt√™me du programme Mercury (=Mercure dieu grec comme Apollo=Apollon). Apollo est l'acronyme (trouv√© a posteriori) de America's Program for Orbital and Lunar Landing Operations.
  4. ‚ÜĎ La capsule Mercury est mont√© jusqu'√† une altitude de 180 km avant de retomber en d√©crivant une trajectoire balistique
  5. ‚ÜĎ Renomm√© Lyndon B. Johnson Space Center √† la mort du pr√©sident en 1973
  6. ‚ÜĎ Un des membres du bureau d'√©tudes fit remarquer que le taux de perte fix√© comme objectif n'√©tait pas tr√®s diff√©rent de la probabilit√© de d√©c√®s dans un groupe de 3 hommes de 40 ans sur une dur√©e de 2 semaines.
  7. ‚ÜĎ Les plus importantes sont d√©taill√©es dans les rapports r√©dig√©s apr√®s les missions disponibles ici [1]
  8. ‚ÜĎ Les dirigeants de la NASA connaissaient l'existence de la fus√©e g√©ante N1 gr√Ęce √† des photos prises, alors qu'elle √©tait dress√©e sur le pas de tir, par les satellites de reconnaissance mais ne disposaient d'aucun autre d√©tail sur le programme lunaire sovi√©tique (source : Robert C. Seamans, Jr. PROJECT APOLLO The Tough Decisions).
  9. ‚ÜĎ 4,7 et 43,9 kN avec une plage de pouss√©e interm√©diaire interdite
  10. ‚ÜĎ Chaque hublot est constitu√© de deux lames de verre s√©par√©es par une lame d'air qui ont subi des traitements pour filtrer les rayonnements ultraviolets et infrarouges, emp√™cher l'√©blouissement et r√©sister aux microm√©t√©orites
  11. ‚ÜĎ L'√©tage de la fus√©e re√ßoit une pouss√©e suppl√©mentaire gr√Ęce √† l'√©jection des propergols non br√Ľl√©s.
  12. ‚ÜĎ Le carburant pr√©vu permettait une variation de vitesse de 152 m√®tres par seconde
  13. ‚ÜĎ La d√©c√©l√©ration est de 891 m/s soit 3 200 km/h
  14. ‚ÜĎ L'√©chelle est grav√©e √† la fois sur les hublots int√©rieur et ext√©rieur et l'astronaute doit aligner les 2 √©chelles.
  15. ‚ÜĎ Il s'agit du programme P65 qui ne sera jamais utilis√© au cours des missions Apollo
  16. ‚ÜĎ Une dizaine d‚Äôappareils photos Hasselblad en bon √©tat (√† l‚Äô√©poque) jonchent le sol lunaire
  17. ‚ÜĎ Lors d'une mission lunaire, le moteur du 3√®me √©tage de la fus√©e Saturn V doit √™tre rallum√©, alors qu'elle est en orbite terrestre, afin de placer le vaisseau sur la trajectoire lunaire. Pour que les carburants en apesanteur alimentent correctement le moteur des dispositifs particuliers sont mis en place que ce vol contribue √† mettre au point.
  18. ‚ÜĎ Cette solution pr√©sentait deux avantages : la masse consacr√©e au syst√®me de support-vie √©tait r√©duite (un seul gaz √† stocker) et les astronautes pouvaient effectuer leurs sorties extrav√©hiculaires sans avoir √† se d√©barrasser de l'azote dans le sang puisque l'atmosph√®re √©tait identique dans la combinaison spatiale et la cabine (pas de risque d'accident de d√©compression). Les Sovi√©tiques utilisaient une atmosph√®re azote/oxyg√®ne).

Références

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  8. ‚ÜĎ J. Villain, op. cit., p.68-69
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  10. ‚ÜĎ Xavier Pasco, op. cit., p.75
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  12. ‚ÜĎ a et b Roger D. Launius, op. cit.Gearing Up for Project Apollo
  13. ‚ÜĎ a et b G. Brooks, James M. Grimwood, Loyd S. Swenson, op. cit. Analysis of LOR
  14. ‚ÜĎ G. Brooks, James M. Grimwood, Loyd S. Swenson, op. cit. NASA-Grumman Negotiations
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  27. ‚ÜĎ G. Brooks, James M. Grimwood, Loyd S. Swenson, op. cit. Lunar Module Refinement
  28. ‚ÜĎ G. Brooks, James M. Grimwood, Loyd S. Swenson, op. cit. Lunar Module
  29. ‚ÜĎ G. Brooks, James M. Grimwood, Loyd S. Swenson, op. cit. The LM: Some Questions, Some Answers
  30. ‚ÜĎ G. Brooks, James M. Grimwood, Loyd S. Swenson, op. cit. Worries and Watchdogs
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  32. ‚ÜĎ W. David Compton, op. cit., APPENDIX 6 : Astronaut Classes Selected Through 1969
  33. ‚ÜĎ W. David Compton, op. cit., APPENDIX 7 : Crew training and simulation
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  36. ‚ÜĎ David A. Mindell, op. cit., p.249
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  38. ‚ÜĎ G. Brooks, James M. Grimwood, Loyd S. Swenson, op. cit.
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  80. ‚ÜĎ G. Brooks, James M. Grimwood, Loyd S. Swenson, op. cit. Portents for Operations
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  109. ‚ÜĎ ALSEP Final report, NASA. Consult√© le 10 octobre 2009
  110. ‚ÜĎ W. David Compton, op. cit., Project Apollo Conclusion : The New Moon
  111. ‚ÜĎ Conf√©rence NASA Societal impact of spaceflight, op. cit. : Impact of Spaceflight: An Overview de Philip Scranton
  112. ‚ÜĎ Phil Parker, ¬ę Apollo and the integrated circuit ¬Ľ. Consult√© le 10 octobre 2009
  113. ‚ÜĎ Conf√©rence NASA Remembering Space Age, op. cit. : Far Out: the Space age in american Culture d'Emily S. Rosenberg
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  118. ‚ÜĎ Xavier Pasco op. cit. p.136-138
  119. ‚ÜĎ (en) American Physical Society Report, ¬ę NASA's Moon-Mars initiative jeopardizes important science opportunities ¬Ľ, 22/11/2009. Consult√© le 19 octobre 2009
  120. ‚ÜĎ Conf√©rence NASA Remembering Space Age, op. cit. : Gigantic Follies? human exploration and the Space age in Long-term historical perspective de J. R. McNeill
  121. ‚ÜĎ (en) Space Settlements, A Design Study, NASA, 1975.
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Sources

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  • W. David Compton, Where No Man Has Gone Before : A History of Apollo Lunar Exploration Missions, 1989 [lire en ligne] 
    Histoire du projet scientifique associ√© au programme Apollo (document NASA n¬į Special Publication-4214 )
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    Histoire du d√©veloppement de la famille de lanceurs Saturn (document NASA n¬į Special Publication-4206 )
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    Un grand nombre de statitisques sur le programme Apollo, mesures anglo-saxonnes (NASA SP-2000-4029)
  • Sunny Tsiao, Read You Loud and Clear! : The Story of NASA‚Äôs Spaceflight Tracking and Data Network, 2008 [lire en ligne] 
    Histoire du réseau de stations de télécommunications de la NASA
  • Soci√©t√© Grumman, NASA Apollo Lunar Module News Reference, 1968 [lire en ligne] 
    Présentation à usage public des caractéristiques techniques détaillées du LEM par son constructeur
  • Divers auteurs sous la direction de R. Johnston, L. Dietlein, et C. Berry, Biomedical Results of Apollo (SP-368), 1975 [lire en ligne] 
    Etude sur les effets physiologiques des missions Apollo
  • Conf√©rence NASA Remembering Space Age, Remembering Space Age : remembrance and cultural representation of the space age (SP-2008-4703), 2008 [lire en ligne] 
    Représentation culturelle et mémoire de la conquête spatiale - Partie 2 Partie 3
  • Conf√©rence NASA Societal impact of spaceflight, Societal impact of spaceflight (SP-2007-4801), 2007 [lire en ligne] 
    Impact de la conquête spatiale sur la société - Partie 2
  • James E. Tomayko, Computers in Spaceflight The NASA Experience, 1988 [lire en ligne] 
    Synthèse historique de l'utilisation des ordinateurs embarqués à la NASA

Autres :

  • Xavier Pasco, La politique spatiale des √Čtats-Unis 1958-1985 : Technologie, int√©r√™t national et d√©bat public, L'Harmattan, 1997 (ISBN 978-2-7384-5270-2) 
  • Alain Duret, Conqu√™te spatiale : du r√™ve au march√©, Paris, √Čditions Gallimard, 2002 (ISBN 978-2-07-042344-6) 
  • Jacques Villain, √Ä la conqu√™te de l'espace : de Spoutnik √† l'homme sur Mars, Paris, Vuibert Ciel & Espace, 2007, 2e √©d. (ISBN 978-2-7117-2084-2) 
  • Patrick Maurel, L'escalade du Cosmos, Bordas, 1972 
  • (en) W.David Woods, How Apollo flew to the moon, New York, Springer, 2008 (ISBN 978-0-387-71675-6) (LCCN 2007932412) 
    Déroulement détaillé d'une mission lunaire Apollo
  • (en) David A. Mindell, Digital Apollo Human and Machine in Spaceflight, Cambridge, The MIT Press, 2008, reli√© (ISBN 978-0-262-13497-2) (LCCN 2007032255) 
    Histoire de la conception des systèmes informatiques embarqués du programme Apollo
  • David M. Harland, Paving the way for Apollo 11, Springer, 2009 (ISBN 978-0-387-68131-2) 
    Histoire des programmes de sondes lunaires américaines pré Apollo
  • Thomas J. Kelly, Moon lander : how we developed the Apollo Lunar Module, Smithsonian Books 2001, 2001 (ISBN 978-1-55834-273-7) 
    La conception et le développement du module lunaire Apollo par le responsable du projet chez Gruman
  • Giles Sparrow, La Conqu√™te de l'espace, Saint-Laurent, ERPI, 2007 (ISBN 978-2-7613-2726-8) (OCLC 298592629) 
    Résumé de la majorité des missions et faits marquants de la course a l'espace

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