L'astronautique

Rappel historique (II)

Rappelons brièvement quelques faits marquants de l'histoire de l'astronautique, sans lesquels nous oublierions vite comment débuta l'exploration de l'espace. 

Il y a déjà plus d'un siècle aujourd'hui, en 1903, le père de l'astronautique russe Konstantin Tsiolkovski (que les Russes appellent Tsiolkewski), alors modeste instituteur de province, publia ses premières hypothèses concernant l'exploration de l'espace interplanétaire. Il inventa le "moteur-fusée" à combustion liquide (grâce aux hydrocarbures) et les "trains-fusées cosmiques", c'est-à-dire les fusées à étages, donnant ainsi le coup d'envoi d'une nouvelle science, ce qu'on appelait alors "l'astronautique fuséenne".

Les premières fusées à propergols liquides mises au point par I.Kondratiouk et F.Zander crèveront les nuages le 17 août 1933 et aussitôt tous les savants envisagèrent de passer aux vols cosmiques. Mais il fallait pour cela utiliser l'énergie atomique. On passerait ainsi d'une puissance de quelques milliers de chevaux à "des millions de milliards de chevaux" comme l’écrivirent les journalistes de l’époque (1 gramme d'uranium enrichi libère autant d'énergie que 1.7 tonnes d'essence ou encore 2.5 tonnes de charbon et une puissance équivalente à 100 millions de chevaux).

Considéré par la suite comme un remarquable inventeur et ingénieur, Tsiolkovski était 10 ans en avance sur la France, 16 ans sur les Etats-Unis et 20 ans sur l'Allemagne, où l'idée du satellite artificiel en orbite autour de la Terre fut également avancée, respectivement par R.Esnault-Pelterie, R.Goddard et H.Oberth. Tsiolkosvki fournit un gros effort de création et publia 675 ouvrages à caractère technique ou technico-philosophico-idéologique !

Il fut le premier à comprendre l'énorme importance que représentait les satellites artificiels dans la conquête de l'espace. C'était pour lui la solution aux problèmes du vol interplanétaire.

Visionnaire, Tsiolkovski écrivit notamment ceci : "Après les premiers vols concluants des fusées cosmiques sur des orbites circulaires autour de la Terre, d'abord sans équipage, puis avec passagers, après l'élucidation de nombreuses questions étroitement liées à la réalisation de tels vols, il faudra entreprendre la création d'un satellite de grande dimension, de tout un îlot aux abords de la Terre. Il faudra le peupler de spécialistes remplissant diverses fonctions importantes et qui seront remplacés de temps en temps par d'autres, arrivant de la Grande Terre".

Esnault-Pelterie, Goddard, Oberth, Von Braun et leurs confrères ne feront qu'appliquer ses prescriptions et dès 1945 Arthur C.Clarke entrevit la possibilité de créer un système global de communication en orbite géostationnaire (également appelé orbite de Clarke). Il pensa en fait à des stations spatiales habitées. Nous y reviendrons lorsque nous discuterons de la colonisation de l'espace.

Capables d’atteindre 160 km d’altitude, les derniers V2 capturés aux Allemands seront utilisés par les ingénieurs et les astronomes américains jusqu’à la fin des années 1950, lorsque l'Union soviétique réussi le pari de lancer son Spoutnik en orbite tandis que la sonde Luna-3 retransmis les premières images de la face cachée de la Lune. Malgré leur mauvaise qualité, cette première démonstration de station automatique marqua l’envol des sondes spatiales.

Ses regards à présents tournés vers le ciel, l’homme voulut bientôt embarquer à bord de ses inventions et se hisser dans l’espace. Mais un défi d’une nature bien plus complexe que la simple navigation céleste et la cartographie des nouveaux mondes l’attendait : vivre dans l’environnement hostile de l’espace. Pour y parvenir, l'USAF en collaboration avec des entreprises privées développa des combinaisons de vols puis des combinaisons spatiales adaptées.

Après le lancement bien timide de quelques sondes dans la banlieue terrestre et quelques sorties extravéhiculaires, l’homme acquis bientôt sa maturité et mis au défi les grandes nations d’envoyer un homme sur la Lune. 

La course à l'espace

En 1948, IBM développa le concept de SSEC, Selective Sequence Electronic Calculator qui permit aux scientifiques de calculer les premières tables d'éphémérides de la Lune et qui marqua le développement des premiers véritables ordinateurs du géant américain. Mais il faudra patienter près de dix ans pour voir les premiers ordinateurs totalement transistorisés utilisant des circuits intégrés (NCR 304).

A la fin des années 1940, le Ministère de la Défense américain poursuit ses recherches en aéronautique (fusées) et sur les sciences de la haute atmosphère pour s'assurer la maîtrise de cette technologie. 

Un pas majeur fut franchi lorsque le président Dwight D. Eisenhower approuva la mise en orbite d'un satellite d'observation de la Terre dans le cadre de l'Année Géophysique Internationale (AGI), entre le 1 juillet 1957 et le 31 décembre 1958. L'Union Soviétique pris cette décision au pied de la lettre en annonçant qu'elle planifiait le lancement de son propre satellite. La course à l'espace était lancée !

Une crise politique à grande échelle éclata le 4 octobre 1957 lorsque les Soviétiques lancèrent Spoutnik-1, le premier satellite artificiel dans le cadre du programme AGI. 

Ce lancement retentissant et célébré à la démesure de la propagante soviétique eut l'effet d'un "Pearl Harbor" sur le public Américain, lui faisant imaginer qu'il y avait un précipice technologique entre les deux grandes nations.

Pour laver cet affront et cette atteinte à leur prestige - imaginez un satellite russe survolant les Etats-Unis en pleine Guerre froide ! - le 1 octobre 1958, les Américains décidèrent de créer une agence spatiale, la National Aeronautic and Space Administration, NASA, et de faire mieux que les Russes en lançant la course à l'espace.

La NASA absorba l'ancien National Advisory Committee for Aeronautics. Elle représentait alors une agence comprenant 8000 employés et bénéficiant d'un budget annuel de 100 millions de dollars. Elle regroupait trois laboratoires de recherches : Langley Aeronautical Laboratory, Ames Aeronautical Laboratory et Lewis Flight Propulsion Laboratory ainsi que deux petits centres de tests.

La NASA intégra rapidement d'autres organisations dans sa nouvelle agence, en particulier le groupe des sciences de l'espace du Naval Research Laboratory de Maryland, le Jet Propulsion Laboratory géré par le Caltech pour le compte de l'Armée de terre, et l'agence des missiles ballistiques d'Huntsville en Alabama appartenant également à l'Armée de terre. C'est dans cette dernière agence que l'équipe d'ingénieurs de Wernher von Braun fut engagée pour développer les fusées.

Finalement la NASA créa d'autres organisations et compte aujourd'hui 10 centres sur le territoire national rassemblant plus de 18000 employés. Elle constitue le 14^eme employeur du pays. Il faut également rappeler que la NASA ne travaille pas seule mais également en partenariat avec l'USAF et l'industrie aérospatiale américaine, cette dernière étant principalement implantée en Californie, à Los Angeles et Palmdale.

Entre-temps, le 11 février 1958, les Etats-Unis lancèrent leur premier satellite, Explorer-I dont voici une bande son enregistrée à 108 MHz qui permit notamment de découvrir les "ceintures de Van Allen".

En 1959, avec la sonde Luna 1, les Russes frôlèrent la Lune à 6500 km de distance mais ils devront attendre 1966 et la sonde Luna 9 pour se poser en douceur sur notre satellite. La même année les Russes mirent en orbite le premier satellite artificiel autour de la Lune, Luna 10.

Le 12 avril 1961 les Russes prennent de l'avance sur les Américains. A grand renfort de propagante, ils annoncent au monde qu'ils envoyent Yuri Gagarine en orbite autour de la Terre. Et ils réussirent là où les Américains balbutiaient encore. Gagarine tourna autour de la Terre à bord de Vostok1 durant 108 minutes et devint le 1^er cosmonaute de l'Histoire. C'en était trop pour les Etats-Unis !

Le pari de J.F.K : conquérir la Lune

Devant l'avance technologique prise par les Russes et la crise qui couvait en ces temps de Guerre froide où les Soviétiques déployaient des missiles dans tous les pays pro-communistes, officieusement l'administration de John F. Kennedy se demandait si Nikita Kroutchev ne préparait pas une nouvelle guerre mondiale, cette fois-ci nucléaire... 

Mais il était évident que le monde n'était pas préparé à entendre un tel discours. Kennedy devait donc trouver un moyen pour obtenir rapidement la suprématie dans l'espace proche et faire passer dans son opinion public l'idée de construire des vecteurs puissants, missiles ou fusées capables de riposter à une éventuellement attaque soviétique. Comment leur annoncer ce projet sans en parler ?

Diplomatiquement évidemment il ne fallait absolument pas proposer ce programme en ces termes. Si le Congrès et le public l'aurait éventuellement accepté à "huit-clos", même si Kennedy avait eut des preuves tangibles pour appuyer ses arguments, l'annonce officielle aux médias d'un si vaste projet à vocation militaire aurait mis le feu aux pondres et certainement déclenché une réaction épidermique de la part de l'Union Soviétique, et dieu sait si cela n'aurait pas déclenché une troisième guerre mondiale...

Le président américain eut alors une idée géniale pour mener son projet à bien et libérer les fonds nécessaires à la construction de ses fusées : faire appel à la NASA.

A consulter : NASA History Office

"Pour connaître les limites du possible nous devons tenter l'impossible". Arthur C.Clarke

A gauche, le Dr Wernher von Braun expliquant le système de fusée Saturn au président John F. Kennedy en 1963 devant le Complex 37. A droite, le président John F. Kennedy déclarant devant le Congrès américain en ce 25 mai 1961 : "Avant la fin de cette décennie nous déposerons un homme sur la Lune et le ramenons en toute sécurité sur Terre". Tel était le pari fou des américains après le vol réussi de Gagarine cinq semaines plus tôt... Il faudra attendre le 20 février 1962 pour voir John Glenn tourner trois fois autour de la Terre.

Le Dr Wernher von Braun avait participé à la fabrication des V2 durant la guerre puis émigra aux Etats-Unis avec toute son équipe où ils poursuivirent leurs recherches. On apprit plus tard, qu'en passant à l'Ouest von Braun voulait éviter une troisième guerre mondiale. 

Von Braun avait notamment développé le missile Redstone en 1958 quand il travaillait sur le site de missiles de White Sands. A présent à la tête du centre de vol Marshall de la NASA (MSFC), il expliqua au président qu'il pouvait construire une fusée à étages capable d'emporter des hommes à destination de la Lune. Il avait déjà tout planifié dans son livre "First Men To the Moon" publié en 1958 (Cf. l'article sur les combinaisons spatiales).

Aussi, fort de ces arguments, pour calmer son opinion publique et redresser le prestige des Etats-Unis, le 25 mai 1961 J.F.Kennedy déclara devant le Congrès : "Je crois que cette nation devrait se fixer comme objectif de réussir, avant la fin de cette décennie, à poser un homme sur la Lune et à le ramener sain et sauf sur Terre".

D'abord hébétés, les membres du Congrès ne réalisèrent pas immédiatement la portée de ce discours mais ils saluèrent ce pari fou qui revigora rapidement le patriotisme américain.

Car pour comprendre la portée de cette décision avant tout politique, il faut se remettre dans le contexte de l'époque et son rappeler le niveau technologique des Etats-Unis.

Imaginez-vous à la NASA en 1961 : les ingénieurs les plus âgés ont travaillé depuis plus de 15 ans sur les premiers ordinateurs Mark I et Mark II d'IBM, des systèmes électromécaniques cent fois plus rapides que les machines à calculer, puis sur l'IBM 650 produit en grande série à partir de 1953. De leur côté, les militaires ont travaillé sur l'ordinateur UNIVAC inventé en 1951 par John P. Eckert et Douglas Engelbart, l'inventeur de la souris, puis sur sa version transistorisée en 1956. Ceux issus de l'USAF ont notamment travaillé sur l'OARAC mis au point par General Electric ou sur l'IBM RAMAC 305 sortit en 1956, tous deux équipés d'un disque dur magnétique.

Les ingénieurs les plus chanceux découvrent le nouveau mini-ordinateur transistorisé IBM 1401 "Data Processing System" commercialisé en 1959 dédié aux travaux administratifs et aux traitements de données ainsi que le premier mini-ordinateur de DEC, le PDP-1 dédié aux travaux scientifiques et d'ingénierie. Les programmeurs développent leurs logiciels soit en Assembler mais de plus en  plus en Fortran, le langage universel des calculs scientifiques.

Ces ordinateurs cadencés à quelques centaines de kHz disposent de... 1.4 à 32 KB de mémoire et travaillent le plus souvent avec des lecteurs de cartes perforées et de bandes magnétiques aussi volumineux qu'une armoire ainsi que nous l'expliquerons dans l'article consacré aux origines d'Internet et de la micro-informatique,

A cette époque, les ingénieurs travaillent encore avec des règles à calculer et beaucoup travaillent avec des calculateurs à lampes à peine capables de réaliser 9000 opérations par seconde et qui surchauffent rapidement affichant des résultats inattendus. Ils ne savent même pas lancer des fusées et encore moins les satelliser ! 

Pire, personne à cette époque ne sait si l'homme est capable de survivre dans une capsule spatiale et encore moyen exposé aux rigueurs du vide spatial... Il existe bien des combinaisons de vol pressurisées mais rien d'adapté à un vol de longue durée dans l'espace.

Aussi, quand les ingénieurs regardent la Lune et qu'ils se rendent compte à quelle distance elle se trouve, l'annonce présidentielle leur fit l'effet d'un pari chimérique.

Non seulement il leur fallait envoyer et déposer des hommes sur la Lune mais il fallait encore les faire revenir sains et sauve... Sans parler du défi informatique : les ordinateurs étaient encombrants et il fallait trouver un moyen pour les placer dans la capsule habitée et dans le LEM. Tels étaient les défis annoncés à nos jeunes ingénieurs sans expérience. Mais bon, il fallait s'y mettre, et tous ensembles.

Aujourd'hui les mentalités ont changé et il serait impossible de coordonner un tel projet dans les mêmes conditions. Imaginez un consortium gérant de 100000 à 400000 chercheurs ... Seule l'étude du génome humain (HUGO) peut-être comparée à ce projet. Mais tout est compartimenté, les scientifiques travaillent par groupes de recherches, par écoles, par pays et sont assez isolés les uns des autres malgré les meetings et autres congrès. Il est très difficile de dire d'un jour à l'autre à plusieurs centaines de milliers de personnes "on commence tout de suite avec les moyens du bord", ce serait l'échec assuré.

Grâce à ce pari fou, Kennedy reçut les fonds nécessaires pour construire ses fusées et ainsi implicitement parer à tout acte de belligérance soviétique sur les terres sous protectorat américain. Car si le but avoué était de débarquer des hommes sur la Lune avant les Russes, le but ultime de cette technologie était bien entendu de pouvoir construire des missiles intercontinentaux. 

Dans les années '60 les Etats-Unis construisirent 72 bases nucléaires abritant chacune au moins un silo capable de lancer sur Moscou un missile nucléaire de la classe Atlas-E ou autre Minuteman ! Heureusement, cette idée qui pouvait rapidement conduire le monde à l'Armagedon sera abandonnée dix ans plus tard.

A gauche, un sinistre missile nucléaire Minuteman dans son silo. Au centre, lancement d'un missile au cours d'un test à Vandenberg AFB. A droite, "élimination" des infrastructures nucléaires russes de Semipalatinsk. Documents Reuters et WETA publiés dans le cadre de son programme de sensibilisation "Avoiding Armageddon.

Bientôt les échos de la Guerre-froide s'estompèrent. En 1962, Kennedy parvint à convaincre l'Union Soviétique et ses partenaires du Bloc de l'Est de mettre fin à la prolifération des armes nucléaires. Sa décision allait conduire au démantelement des 72 silos de missiles nucléaires américains. Kroutchev retira finalement ses missiles nucléaires et ses troupes de Cuba, succès politique qui renforça le pouvoir de Kennedy.

Malheureusement le plus sympatique des présidents américains devait déplaire à certains opposants (notamment à la CIA) et il ne connaîtra jamais la fin de l'histoire. John Fitzgerald Kennedy fut assassiné le 22 novembre 1963 à Dallas. Encore aujourd'hui on ignore qui a commandité ce meurtre. C'est Lyndon B. Johnston puis Richard M. Nixon en 1968 qui lui succèderont à la présidence des Etats-Unis.

Les programmes spatiaux

Dès 1958, la NASA inaugura le programme Mercury dont le but était de placer une capsule habitée sur orbite, de se familiariser avec les manoeuvres orbitales et de s'assurer qu'on pouvait récupérer un homme et un vaisseau en toute sécurité en orbite, dixit la NASA.

Après avoir connu quelques échecs au décollage, lancé des plantes, des animaux et s'assurer que l'homme pouvait survivre dans une capsule envoyée dans l'espace, la NASA entama ses vols habités.

Le 20 février 1962, soit plus d'un an après les Russes, l'Amérique put enfin s'enorgueillir d'avoir lancé une capsule habitée autour de la Terre. C'est le vol historique de John Glenn à bord de Friendship 7.

Fin 1962, la NASA lança le programme Gemini dont le but était de maîtriser un vol spatial durant au moins deux semaines, de maîtriser toutes les manoeuvres des rendez-vous orbitaux et d'avoir une parfaite maîtrise de la rentrée atmosphérique et de l'amerrissage. 

C'est durant ce programme que Neil Armstrong (Gemini 8) apprendra à maîtriser les rendez-vous spatiaux et que Buzz Aldrin (Gemini 12) s'aventura dans la vide au cours d'une EVA de 21 minutes.

A gauche, Neil Armstrong en combinaison pressurisée au commande d'un X-15 au centre Dryden de la NASA en 1961, un an avant d'incorporer le corps des astronautes. Armstrong vola sur plus de 200 types d'avions différents, allant de l'hélicoptère au jet en passant par le planeur et la fusée. Au centre, Edward E. White photographié par James McDivitt le 5 juin 1965 au cours de ses 21 minutes d'EVA durant la mission Gemini-Titan 4. A droite, EVA de Buzz Aldrin lors de la mission Gemini 12 le 11 novembre 1966. Documents NIX.

Entre 1961 et 1965, la NASA envoya 9 sondes Ranger vers la Lune mais 3 seulement réussirent à transmettre des images. Elle eut plus tard plus de succès avec les missions Surveyor et Lunar Orbiter qui se posèrent sur la Lune afin de préparer les futurs alunissages des vols habités.

Rassurées par ces succès, en 1967 la NASA inaugura son ambitieux programme Apollo dont l'objectif est d'assurer la suprématie des Etats-Unis dans l'espace, d'effectuer un programme d'exploration scientifique de la Lune et de développer les capacités de l'homme à travailler sur la Lune.

La NASA connaîtra un accident fatal le 27 janvier 1967 au cours d'un exercice au sol. Alors que l'équipage d'Apollo 1 était installé dans la fusée Saturn V, sur le pad de tir, toute liaison avec l'extérieur étant coupée et la capsule scellée, un court-circuit se produit sous le siège des astronautes provoquant un incendie. La capsule étant alimentée en oxygène pur sous pression, les trois astronautes Virgil Grissom, Edward White et Roger Chaffee périrent en quelques secondes. 

Suite à cet accident, tous les vol seront reportés jusqu'en 1968. La sécurité sera revue, les combinaisons pressurisées seront améliorées et l'oxygène pur fut remplacé par un mélange d'azote et d'oxygène dans un rapport 60/40.

Il y aura ensuite 5 vols préparatoires dont celui d'Apollo 8 qui atteindra l'orbite lunaire en 1968.

Les progrès étant manifestes au fil des années, le budget de la NASA monta exponentiellement jusqu'en 1964 en suivant la courbe croissante du nombre de ses contractants. Fin 1966, sous la nouvelle Administration Johnson, le budget global de la NASA avait décuplé depuis 1960 et dépassait 5 milliards de dollars. L'agence rassemblait plus de 400000 employés et sous-contractants ! Personne n'aurait imaginé qu'une démocratie, aussi grande fut-elle, aurait pu investir autant d'argent à des seules fins... politiques.

Evolution des ressources de la NASA entre 1960 et 1973

En moyenne, le programme Apollo représenta 39% du budget de la NASA soit 16.4 milliards de dollars sur un budget total de 41.7 milliards de dollars fin 1973. En 1967, le budget Apollo représentait un chiffre record de 69.8% du budget de la NASA avec 2.9 milliards de dollars de l'époque.

Le rôle de l'informatique devint prépondérant. Déjà à cette époque tous les moyens techniques de surveillance et de contrôle, les simulations, le contrôle des paramètres de vol, le monitoring des paramètres vitaux, la télémétrie, sans oublier le pilotage automatique, bref toute la technologie embarquée reposait sur l'informatique. Toute l'informatique de la NASA occupait une plate-forme de plusieurs centaines de mètres carrés. Pourtant, comparée à la puissance des ordinateurs modernes, toute cette installation n'était pas plus puissante qu'un ordinateur portable d'aujourd'hui !

La fabuleuse aventure lunaire se concrétisa finalement pour les Etats-Unis entre 1968 et 1972, culminant la nuit du 20 au 21 juillet 1969 avec le débarquement de l'homme sur la Lune ! Flashback sur la plus grande aventure du XX^eme siècle dont beaucoup de personnes se souviennent encore.

La mission Apollo 11

La mission Apollo 11 débuta le 16 juillet 1969, il y a plus de 40 ans. Quand plus tard les trois astronautes Neil Armstrong, Buzz Aldrin et Michael Collins  relatèrent leur aventure, ils avouèrent qu'ils avaient peu dormi la veille du décollage. Sous un calme apparent, devant les responsabilités et la complexité de la mission, sans parler des nombreux risques que présentait cette mission - ils avaient 60% de chances de réussir ! - , leur adréaline les avait empêché de dormir et d'être vraiment frais et dispo pour cette mission historique. Mais ce n'était pas la première fois qu'ils embarquaient dans une fusée et prirent les choses avec relativisme et un certain optimisme tout en étant très concentré sur leur mission.

Neil Armstrong, ingénieur en aérospatiale de formation, fut pilote de l'US Navy avant de devenir pilote d'essai pour la NASA. Il est commandant de bord de la mission Apollo 11 et le seul civil de la mission. Buzz Aldrin sera pilote du module lunaire (le LEM baptisé "Eagle") et Michael Collins pilote du module de commande.

Le programme était tellement serré que les trois astronautes embarquèrent à bord de la capsule Apollo alors que les réservoirs de la fusée étaient encore en cours de remplissage.

Après quelques heures d'attente dans une position assez inconfortable au sommet de la fusée Saturn V, les astronautes reçurent enfin le Go du CapCom.

Le 16 juillet 1969 à 8h32 locale (14h32 à Paris), la fusée Saturn V décolla de Cap Kennedy emportant à son bord les trois astronautes.

La fusée Saturn V est la plus grande et la plus puissante que l'homme ait jamais construite. Elle mesure 120 mètres de hauteur et pèse plus de 3000 tonnes en pleine charge, cent fois plus que celle utilisée par John Glenn et génère une poussée équivalente à 220 millions de chevaux !

Dans un vacarme infernal et un nuage de fumée, la fusée s'arracha lentement à l'attraction terrestre. Une minute plus tard, à 13 km d'altitude et à 3000 km/h, l'équipage subit une accélération de 4.5 G et des vibrations inimaginables.

Mais tout se déroula comme prévu. 2 minutes et 40 secondes après le décollage, lorsque la fusée quitta l'atmosphère terrestre et eut consommé pratiquement tout son carburant, le 1^er étage fut largué au-dessus de l'océan. A 66 km d'altitude et déjà propulsé à 10 km/s, le 2^eme étage fut largué et retomba doucement sur terre.

11 minutes après le décollage, après avoir atteint l'orbite, le moteur du 3^eme étage prit le relais à 186 km d'altitude à 25 km/s puis fut coupé temporairement.

2h44 après le décollage, l'équipage ralluma le moteur du 3^eme étage pour atteindre la vitesse de 40 km/s et se libéra définitivement de l’attraction terrestre.

3h15 après le décollage, à 800 km d'altitude, parvenu en dehors de l'atmosphère terrestre, l'équipage d'Apollo 11 se sépara du 3^eme étage de la fusée. Le module de commande manoeuvra pour agripper le module lunaire et l'équipage poursuivit son voyage vers la Lune à environ 5500 km/h.

Le 19 juillet, après plus de 75 heures de vol, au terme d'un périple de plus de 380000 km et qui dura plus de 3 jours, Michael Collins plaça le module de commande et le LEM en orbite lunaire.

La descente du LEM

Le 20 juillet, après 100 heures 39 minutes de vol et 14 orbites lunaires, Buzz Aldrin sépara le module de commande du LEM qui entama sa descente vers la Lune.

Le LEM quitta son orbite et commença sa chute contrôlée qui devait l'amener en pilotage automatique vers le site d’alunissage prévu quelque 11 minutes plus tard.

Collins, resté dans le module de commande leur dira : "OK, vous voilà partis! Magnifique. Il me semble que vous avez une machine qui a bonne mine, même si vous avez la tête en bas. Soyez prudents, les gars!". Aldrin prit une photo du module du commande. "A plus tard" répondit Armstrong.

Mais les problèmes commencèrent. Un retard d'allumage de 1/10e seconde de l'un des moteurs du LEM le fit dévier de 7 km de sa zone d'atterrissage.

Un problème ne venant jamais seul, surtout sur un appareil à peine achevé comme l'était le LEM, la puissance de son moteur principal fluctua en dehors de tout contrôle et un problème non corrigé dans l'interface de rendez-vous radar puisait 13% d'énergie supplémentaire.

Mais ce n'était pas encore le plus grave. Les deux ordinateurs de bord, à peine plus puissants qu'une calculatrice moderne, étaient mal programmés et leur capacité mémoire comme leur processeur étaient sous-dimensionnés au point qu'ils furent saturés de données; ils se sont "plantés" et durent être réinitialisés à plusieurs reprises.

Ensuite, le Lunar Module Guidance Computer (LGC) afficha à plusieurs reprises une erreur "1202" (saturation du processeur) qui déclencha une alarme sonore, jugée sans importance par Houston.

Peu après, Armstrong constata qu'il avait dépassé le point d'alunissage et dit calmement à Aldrin : "nous sommes un peu long".

Sans ordinateur de bord, Armstrong et Aldrin étaient dans l'impossibilité de connaître la position et la vitesse exacte du LEM. Alors que le sol arrivait à grande vitesse, sachant qu'il leur restait quelques minutes de carburant, nos deux astronautes devaient garder leur calme tout en surveillant la descente du LEM, prêts à reprendre les commandes à tout instant.

Armstrong en particulier savait d'expérience combien le LEM était instable (il dut s'éjecter d'urgence d'un prototype quelques mois plus tôt) et qu'un crash était prévisible. Voyant que le LEM se dirigeait tout droit vers un cratère et des rochers, à 150 mètres d'altitude, Neil Armstrong décida de prendre les commandes manuelles pour trouver un autre site d'alunissage. A ce moment là, son cœur battait à 156 pulsations par minute.

A 30 mètres du sol,  Houston les informa qu'il restait 30 secondes de carburant. Armstrong cherchait toujours un site à l'écart des cratères et sur une surface plane.

The Eagle has landed !

Le 20 juillet 1969 à 21h17 heure de Paris, le LEM se posa sur la Lune, dans la mer de la Tranquilité. Il restait 15 secondes de carburant. Armstrong dit simplement et posément au Mission Control : "Houston, Tranquility Base here. The Eagle has landed". S'en suivit un éclatement de joie à Houston et un grand soulagement pour tout le monde.

A voir : Virtual AGC and AGS - LM Simulator

Simulateurs des ordinateurs de bord d'Apollo 11

A gauche, Buzz Aldrin affairé près du LEM au cours de la mission Apollo 11 le 21 juillet 1969. A droite, la manchette du journal "The Washington Post" le même jour.

Après avoir pris un peu de repos, effectué les contrôles de routine, mis leur combinaison spatiale et dépressurisé le LEM, un peu plus de six heures plus tard, Armstrong et Aldrin furent prêts à débarquer sur la Lune et attendirent l'autorisation de la NASA.

En tant que commandant de bord, c'est Neil Armstrong qui descendit le premier du LEM et foula le sol lunaire. Nous étions le 21 juillet 1969 à 3h56 heure de Paris. Il s'assura aussitôt qu'il pouvait remonter sur l'échelle du LEM. Peu après il prononça cette phrase qui resta à la postérité : "C'est un petit pas pour l'homme, un bon de géant pour l'humanité". Il avait 38 ans.

Neil s'assura que tout allait bien au sol avant que Buzz Aldrin le suive quinze minutes plus tard. Devant la beauté du paysage désertique et voyant au loin le clair de terre, Buzz Aldrin dit ces mots : "Magnifique désolation !".

Peu après avoir déployé le drapeau américain, les astronautes furent interrompus par un appel téléphonique... Le président Nixon voulait saluer nos héros depuis le Bureau Oval de la Maison Blanche ! Saluons au passage la prouesse technique.

Au terme d'un voyage de 380000 km qui dura plus de 3 jours, l'équipage d'Apollo 11 resta 21h36m sur la Lune. Les astronautes récoltèrent 21.7 kg d'échantillons lunaires, prirent plusieurs centaines de photos et s'aventurèrent sur la Lune durant 2h31m, parcourant environ 250 mètres. 

Au total, leur voyage vers la Lune dura 195h18m soit un peu plus de 8 jours. L'équipage d'Apollo 11 reviendra sur Terre le 24 juillet 1969, riche d'avoir accompli l'un des plus grands rêves de l'humanité. Pendant près d'un an ils seront reçus comme des héros dans les plus grandes villes du monde.

A voir : Il y a 40 ans, Neil Armstrong marchait sur la Lune (sur le blog, 2009)

Vidéos restaurées d'Apollo 11 (sur le blog, 2009)

Les bandes sons d'Apollo 11 (sur Live365)

Le président Nixon téléphone à l'équipage d'Apollo 11 sur la Lune

(sur YouTube et dont voici la transcription faite par la NASA)

Apollo 11 log (original) - Le log d'Apollo 11 (résumé)

Buzz Aldrin au cours de la mission Apollo 11 le 21 juillet 1969. Neil Armstrong dira cette phrase qui passera à la postérité : "c'est un petit pas pour l'homme, un pas de géant pour l'Humanité"... Documents NIX et NASA.

Apollo 11 fut suivie par 6 autres missions dont 5 déposèrent des instruments scientifiques sur la Lune (sismographes, réflecteur laser, gnomon, etc) y compris une rover d'exploration (jeep) fabriquée par Boeing et ramenèrent près de 400 kg d'échantillons lunaires.

Aujourd'hui la moitié de ces échantillons n'ont pas encore été étudiés pour la simple raison qu'ils sont réservés aux générations futures qui disposeront d'instruments plus performants pour les étudier et en extraire de nouvelles informations.

Parmi les faits marquants de ces missions, il y eut l'accident d'Apollo 13 en 1970 qui, grâce à la ténacité du directeur de vol Eugène Kranz et la collaboration de tous les ingénieurs de la NASA, se transforma en échec le plus réussi.

Rappelons également qu'en 1971, au cours de la mission Apollo 15 qui utilisa pour la première fois la rover, David Scott démontra l'expérience de la chute des corps de Galilée avec une plume et un marteau : qu'ils soient légers ou lourds, tous les corps chutent dans le vide avec la même accélération.

La dernière mission du programme Apollo eut lieu en décembre 1972. Au total, 14 astronautes foulèrent le sol de la Lune.

Sans support de la communauté internationale et sans concurrent, le budget aloué au programme Apollo se réduisit à une peau de chagrin en 1973 (76.7 millions de dollars sur un budget total de 2.5 milliards de dollars). Il fallait bien se rendre à l'évidence, le programme prenait fin avec la mission Apollo 17. Vu son coût et le peu de retombées économiques, l’envoi de missions habitées vers la Lune fut remis en question dans les années 1980.

Lunokhod-1 ou l'avènement des robots

Alors que les Américains poursuivaient avec succès leur programme Apollo, les Russes abandonnèrent l'idée de déposer un homme sur la Lune mais certainement pas l'idée d'y déposer une machine. En effet, encouragés par les travaux précurseurs de Sergueï Korolev (décédé accidentellement en 1966), les ingénieurs russes développèrent des robots télécommandés.

Le 17 novembre 1970, grâce au vaisseau spatial Luna 17 (Lunik 17) lancé par une fusée Proton, les Russes parviennent à déposer le robot Lunokhod-1 sur la Lune et le télécommandent depuis la Terre ! La NASA n'en croyait pas ses yeux !

Conçu pour fonctionner 90 jours, le Lunokhod fonctionna environ 11 mois jusqu'au 4 octobre 1971. Il transmit plus de 20000 images du sol lunaire et effectua plus de 200 tests géologiques.

Les Russes enverront un second Lunokhod sur la Lune en 1973, cette fois équipé d'un réflecteur laser fabriqué par le CNRS.

Les Américains attendront 1996, soit plus de 25 ans, pour déposer un robot roulant sur un autre monde. C'était la mission Mars Pathfinder.

Cette idée d'envoyer des robots sur les astres lointains donna des idées à la NASA. A défaut de débarquement in situ sur les corps célestes, les ingénieurs conçurent des observatoires orbitaux et des sondes spatiales d’exploration, automatiques ou capables de recevoir des instructions de la Terre, une façon plus économique et moins risquée d’étudier les astres du système solaire. 

Plus éthique aussi scientifiquement parlant disent certains détracteurs que d’envoyer des hommes dans l’espace pour effectuer des cumulets ou essayer de manger des plats en sauce dans leur cabine...! Mais tout le monde ne partage pas cette vue pessimiste et sans doute empreinte de jalousie que nous offre la conquête spatiale. Nous reviendrons sur l'opinion du public dans un autre article.

Prochain chapitre

Navettes et stations permanentes