Programul Apollo Primii pași ai lui Buzz Aldrin pe Lună în timpul misiunii Apollo 11 , fotografiată de Neil Armstrong (vizibilă pe reflexia vizierei căștii lui Aldrin).
Țară | Statele Unite |
---|---|
Agenţie | Administratia Natională a Aeronauticii si Spatiului |
Obiective | Aterizare |
stare | Terminat |
Cost | 25.400.000.000 de dolari |
Numărul de misiuni |
Pre-Apollo (calificări pentru lansatoare): 13 Apollo: 15 + 3 anulate |
Capsule | Apollo |
---|---|
Lansatoare | Saturn I , Saturn IB , Saturn V |
Lansarea bazelor | Centrul spațial Kennedy , centrul de lansare White Sands și complexul de lansare 34 |
start | 1961 |
---|---|
1 st lansare |
Saturn-I: 27 octombrie 1961 ( SA-1 ) Saturn-IB: 26 februarie 1966 ( AS-201 ) Saturn-V: 9 noiembrie 1967 ( Apollo 4 ) |
1 st lansare cu echipaj | 11 octombrie 1968 ( Apollo 7 ) |
Ultima lansare | 7 decembrie 1972 ( Apollo 17 ) |
Sfârșit | 1972 |
Primele | 1 st om pe lună ( Apollo 11 ) |
---|---|
Şah) | 2 ( Apollo 1 și Apollo 13 ) |
Programul Apollo este programul spatial al NASA , desfășurat în perioada 1961 - 1972 , ceea ce a permis SUA să trimită primii oameni pe Lună . Este inițiat de președintele John F. Kennedy pe25 mai 1961, în esență, pentru a recâștiga prestigiul american subminat de succesele astronauticii sovietice , într-un moment în care războiul rece dintre cele două superputeri era în plină desfășurare.
Programul urmărea să aterizeze un om pe Lună înainte de sfârșitul deceniului. 21 iulie 1969, acest obiectiv a fost atins de doi dintre cei trei membri ai echipajului misiunii Apollo 11 , Neil Armstrong și Buzz Aldrin . Alte cinci misiuni au aterizat ulterior pe alte locuri lunare și au rămas acolo până la trei zile. Aceste expediții au făcut posibilă aducerea înapoi a 382 kilograme de rocă lunară și instalarea mai multor baterii de instrumente științifice . Astronauții au făcut observații in situ în timpul excursiilor lunare de până la opt ore, ajutați de la Apollo 15 de un vehicul pentru toate terenurile, roverul lunar .
Niciun zbor orbital american nu fusese încă efectuat înMai 1961. Pentru a îndeplini obiectivul stabilit de președinte, NASA a lansat mai multe programe destinate pregătirii viitoarelor expediții lunare: programul Gemeni pentru a dezvolta tehnici de zbor spațial și programe de recunoaștere ( programul Surveyor , Ranger ...) pentru, între altele, cartografierea zonelor de aterizare și determinați consistența solului lunar. Pentru a ajunge la lună, oficialii au adoptat în cele din urmă metoda îndrăzneață a întâlnirii pe orbita lunară , care necesita două nave spațiale, inclusiv modulul lunar destinat aterizării pe lună. Giganta rachetă Saturn V de 3.000 de tone , capabilă să plaseze o masă de 140 de tone pe orbită joasă, a fost dezvoltată pentru a lansa vehiculele expediției lunare. Programul se va scurge un buget considerabil ( US $ 153 de miliarde de în 2019 , valorile ajustate în funcție de inflație) și de a mobiliza până la 400.000 de persoane. Două accidente grave au avut loc în timpul proiectului: incendiul de pe solul navei spațiale Apollo 1 , al cărui echipaj a pierit și a fost ars și care a dus la o întârziere de aproape doi ani a programului și explozia unui rezervor de oxigen al navei spațiale Apollo 13 , al cărui echipaj a supraviețuit folosind modulul lunar ca navă de salvare.
Misiunile lunare au făcut posibilă cunoașterea mai bună a satelitului nostru natural . Programul Apollo a favorizat difuzarea inovațiilor în știința materialelor și a contribuit la creșterea informaticii, precum și a managementului proiectelor și a metodelor de testare. Fotografiile Pământului, o lume multicoloră izolată într-un spațiu ostil, precum și cele ale Lunii, o lume cenușie și moartă, au favorizat conștientizarea globală a naturii excepționale și fragile a planetei noastre. Programul se află la originea unei scindări în comunitatea științifică și între factorii de decizie între susținătorii explorării robotizate, considerate mai eficiente, și cei pentru care explorarea umană are o puternică valoare simbolică, ceea ce justifică costul său suplimentar.
În anii 1950 , Războiul Rece a fost în plină desfășurare între Statele Unite și Uniunea Sovietică , cele două superputeri ale vremii. Aceasta are ca rezultat confruntări militare indirecte ( războiul coreean ) și o cursă a înarmărilor care se referă în special la dezvoltarea de rachete intercontinentale care poartă focoase nucleare capabile să ajungă pe teritoriul național al adversarului. Cele două țări dezvoltă aceste rachete bazându-se în mare parte pe munca și expertiza oamenilor de știință și a tehnicienilor germani , care au dezvoltat primul astfel de dispozitiv în timpul celui de-al doilea război mondial , racheta V2 . Uniunea Sovietică a preluat o anumită conducere când a reușit, în 1956 , cu prima lansare a unei rachete intercontinentale, R-7 Semiorka , strămoșul direct al rachetei Soyuz . Această rachetă de 267 tone este deosebit de puternică, capabilă să transporte o bombă A cântărind 5 tone. Rachetele americane cu rază lungă de acțiune, dezvoltate mai târziu pentru că au fost proiectate pentru a lansa bombe H mai avansate din punct de vedere tehnic și mult mai ușoare (1,5 tone), sunt de dimensiuni mai mici și sunt încă în faza de dezvoltare la sfârșitul anilor 1950.
În Iulie 1955, Statele Unite și URSS anunță fiecare că vor lansa un satelit artificial ca parte a lucrării științifice planificate pentru Anul Geofizic Internațional (Iulie 1957-Decembrie 1958). La începutul anului 1956, proiectantul Semiorka, Serghei Korolev , a reușit să-i convingă pe liderii sovietici să-și folosească racheta ca lansator spațial. Spre surprinderea tuturor,4 octombrie 1957, Uniunea Sovietică a fost prima care a plasat satelitul Sputnik 1 pe orbită . Opinia internațională este fascinată de acest eveniment, care pare să prezice începutul unei noi ere tehnice și științifice. Este un șoc pentru oficialii americani și pentru opinia publică, convinși până atunci de superioritatea lor tehnică. Liderii sovietici, surprinși la început de impactul acestei lansări, înțeleg repede prestigiul internațional pe care regimul îl poate obține din succesele politicii sale spațiale; decid să se angajeze într-un program ambițios.
În același timp, programul Vanguard , omologul american al programului spațial rus lansat târziu și prea ambițios, continuă să eșueze. Echipa lui Wernher von Braun a reușit în cele din urmă să lanseze primul satelit american, Explorer 1 ,1 st luna februarie din 1958 caredatorită lansatorului Juno I , improvizat dintr-o rachetă balistică Redstone . Dar dimensiunea redusă a sarcinii utile, în comparație cu cea a lui Sputnik, pare să confirme avansul sovietic. Deși reticent în a investi puternic în spațiul civil, președintele american Dwight D. Eisenhower decide,29 iulie 1958, crearea unei agenții spațiale civile, NASA , care ar trebui să permită federarea eforturilor americane pentru a contracara mai bine succesele sovietice: cursa spațială este pornită. În același an a apărut nașterea programului Mercury , care urma să permită punerea în orbită a primelor misiuni cu echipaj american.
Dar sovieticii, care au un avans semnificativ și o rachetă de încredere capabilă să suporte o sarcină utilă mare, au continuat în următorii ani să înmulțească primul: primul locuit fiind plasat pe orbită cu câinele Laïka ( Sputnik 2 ), primul satelit care a scăpat de atracția pământului ( Luna 1 ), primul satelit care se prăbușește pe Lună ( Luna 2 ), prima fotografie a părții îndepărtate a Lunii ( Luna 3 ), prima ființă vie care revine în viață după o ședere în spațiu (câinii Belka și Strelka de la Sputnik 5 ), primul zbor peste Venus ( Venera 1 ).
Când ajunge la putere, Ianuarie 1961, Președintele american John F. Kennedy este, la fel ca predecesorul său, reticent în a acorda resurse semnificative programului spațial civil. Dar lansarea primului om în spațiu de către sovietici ( Yuri Gagarin ,12 aprilie 1961) îl convinge de necesitatea unui program spațial ambițios pentru a recupera prestigiul internațional pierdut. Eșecul aterizării Golful Porcilor (Aprilie 1961) intenționat să răstoarne regimul lui Fidel Castro instalat în Cuba , care dăunează și mai mult imaginii Statelor Unite printre alte națiuni, contribuie, fără îndoială, la schimbarea poziției sale.
John Kennedy îi cere vicepreședintelui său Lyndon B. Johnson să desemneze un obiectiv care să permită Statelor Unite să recâștige conducerea din Uniunea Sovietică. Printre căile menționate se numără crearea unui laborator spațial în spațiu și un zbor lunar simplu. Vicepreședintele, care este un susținător puternic al programului spațial, a răspuns că cercetarea și industria americană au capacitatea de a trimite o misiune echipată pe Lună și îi recomandă să păstreze acest obiectiv. 25 mai 1961, președintele anunță Congresului Statelor Unite , în timpul Mesajului special adresat Congresului privind nevoile naționale urgente , lansarea unui program care urmează să aducă astronauții americani pe solul lunar „înainte de sfârșitul deceniului”. El își confirmă decizia într-un alt discurs celebru, „ alegem să mergem pe Lună ”,12 septembrie 1962.
Propunerea președintelui a primit sprijin entuziast din partea aleșilor din toate orizonturile politice, precum și din partea opiniei publice, traumatizate de succesele astronauticii sovietice. Primul buget al noului program botezat Apollo - nume ales de Abe Silverstein pe vremea aceea director al zborurilor spațiale umane - este votat în unanimitate de Senatul SUA . Fondurile alocate NASA vor merge de la 400 de milioane de dolari în 1960 la 5,9 miliarde de dolari în 1966, anul celui mai mare buget (aproximativ 45 de miliarde de dolari în 2015 ). NASA, datorită calităților de manevră ale administratorului său James E. Webb , un veteran al politicii, a reușit să obțină în fiecare an fondurile dorite până la aterizarea pe Lună, chiar și atunci când sprijinul oficialilor aleși a început să slăbească după aceea. 1963 În special, James Webb a reușit să obțină un sprijin solid din partea președintelui Lyndon B. Johnson, care îl succedase președintelui Kennedy, asasinat în 1963 .
Încă din 1959 , au fost lansate studii în cadrul agenției spațiale americane, cu o perspectivă pe termen lung, despre cum să aterizezi o navă cu echipaj pe Lună. Trei scenarii principale apar:
Când președintele american John Kennedy a dat NASA în 1961 obiectivul de a ateriza oameni pe Lună înainte de sfârșitul deceniului, evaluarea acestor trei metode era încă puțin avansată. Agenției spațiale îi lipsesc elemente: nu a realizat încă un singur zbor spațial cu echipaj real (primul zbor orbital al capsulei Mercur are loc doarSeptembrie 1961). Agenția spațială nu poate evalua amploarea dificultăților ridicate de întâlnirile dintre nave spațiale și nu stăpânește aptitudinea astronauților de a rezista șederilor lungi în spațiu și de a lucra acolo; lansatoarele sale au suferit, de asemenea, o serie de eșecuri care încurajează prudența în alegerile sale tehnice.
De asemenea, deși alegerea metodei condiționează caracteristicile vehiculelor spațiale și lansatoarelor care urmează să fie dezvoltate și că orice întârziere în această decizie cântărește termenul limită, NASA va dura mai mult de un an, petrecut în studii și dezbateri, înainte de scenariul LOR a fost în cele din urmă ales.
La începutul acestei faze de studiu, tehnica Lunar Orbit Rendezvous (LOR) a fost soluția cel mai puțin susținută, în ciuda demonstrațiilor detaliate ale lui John C. Houbolt de la Centrul de Cercetare Langley , apărătorul său înflăcărat. În ochii multor specialiști și oficiali NASA, întâlnirea dintre modulul lunar și modulul de comandă din jurul lunii pare instinctiv prea riscantă: dacă modulele nu reușesc să se întâlnească pe orbita lunară, astronauții care ocupă modulul lunar nu au recurs la întoarcerea pe Pământ spre deosebire de alte scenarii; sunt apoi condamnați să se învârtească în jurul Lunii la nesfârșit. Avantajele LOR, în special câștigul de masă care urmează să fie plasat pe orbită, nu sunt pe deplin apreciate. Cu toate acestea, pe măsură ce celelalte scenarii sunt aprofundate, LOR câștigă credibilitate. Susținătorii zborului direct - Max Faget și oamenii săi de la Centrul de zboruri echipate - realizează dificultatea aterizării unei nave spațiale complete pe solul lunar, deluros și cu caracteristici incerte. Wernher von Braun , care conduce echipa Marshall Space Flight Center pentru a dezvolta lansatorul și susține o întâlnire orbitală terestră, el însuși ajunge să fie convins că LOR este singurul scenariu care va respecta termenul stabilit de președintele Kennedy.
La începutul verii lui 1962 , când principalii oficiali ai NASA s-au convertit cu toții în LOR, acest scenariu a fost respins de Jerome B. Wiesner, consilier științific al președintelui Kennedy. Alegerea LOR a fost aprobată definitiv7 noiembrie 1962. Diniulie, unsprezece companii aerospațiale americane sunt rugate să construiască modulul lunar pe baza specificațiilor rezumative.
5 mai 1961, cu douăzeci de zile înainte de lansarea programului Apollo , astronautul Alan Shepard efectuează primul zbor spațial american (misiunea Mercury 3 ). De fapt, este un zbor suborbital simplu, deoarece racheta Mercury-Redstone utilizată (nu există niciun alt lansator disponibil) nu are suficientă putere pentru a plasa pe orbită capsula spațială mică Mercur, cu o masă puțin peste o tonă. Programul lunar necesită capacitatea de a plasa o sarcină utilă de 120 de tone pe orbită mică. Schimbarea de scară care rezultă este deosebit de importantă: NASA va trece de la racheta de 30 de tone care a lansat Alan Shepard la Saturn V de 3.000 de tone , care va necesita dezvoltarea de motoare cu o putere fără egal astăzi, precum și noi tehnologii precum utilizarea hidrogenului lichid .
Personalul alocat programului de spațiu civil va crește proporțional. Între 1960 și 1963 , numărul angajaților NASA a crescut de la 10.000 la 36.000 . Pentru a găzdui noul personal și pentru a avea facilități adaptate programului lunar, NASA creează trei noi centre în întregime alocate programului Apollo cu perimetre definite cu precizie:
Manned Centrul de nave spatiale (MSC) , construit in 1962 in apropiere de Houston , Texas , este destinat pentru proiectarea și calificarea de nave spațiale (modulul lunar si CSM), formarea de astronauți și monitorizarea misiunilor de ridicare-off lor. Printre instalațiile de pe site, găsim centrul de control al misiunii, simulatoarele de zbor și echipamentele destinate simulării condițiilor de spațiu și utilizate pentru testarea livrărilor industriale. Centrul este condus de Robert Gilruth , fost inginer NACA , care a jucat un rol principal în activitatea americană de zbor spațial uman încă din 1958. Spre deosebire de celelalte două unități create pentru programul Apollo , MSC este activat din programul Gemeni . În 1964, a angajat 15.000 de persoane, inclusiv 10.000 de angajați ai companiilor aerospațiale.
Marshall Space Flight Center ( George C. Marshall Space Flight Center , sau MSFC) este o facilitate veche a Armatei ( Redstone Arsenal ) situat în apropiere de Huntsville , în Alabama , transferat în 1960 la NASA cu specialiști de rachete balistice cea mai mare parte germane conduse de Wernher von Braun care lucra acolo. Von Braun va rămâne la conducere până în 1970. Centrul este specializat în proiectarea și calificarea lansatoarelor familiei Saturn . Există bănci de testare, birouri de proiectare și facilități de asamblare. Primele exemple ale rachetei Saturn I au fost construite acolo înainte ca restul producției să ajungă la industrie. Va angaja până la 20.000 de oameni.
Kennedy Space Center (KSC), situat pe Meritt Island în Florida , este site - ul de la care rachetele gigant ale Apollo sunt lansate programului . NASA, care are nevoie de instalații la scara rachetei Saturn V , începe să construiască în 1963 această nouă bază de lansare care se învecinează cu cea a Cape Canaveral aparținând Forțelor Aeriene Americane și de unde sunt petreceri, până atunci, toate misiunile echipate și sondele spațiale ale agenția spațială. Centrul efectuează calificarea rachetei asamblate („ totul sus ”) și controlează operațiunile de pe lansator până la decolare. În 1965, angaja în jur de 20.000 de oameni. În centrul centrului spațial, complexul de lansare 39 are două platforme de lansare și o imensă clădire de asamblare , VAB (140 de metri înălțime), în care mai multe rachete Saturn V pot fi pregătite în paralel. Mai multe platforme mobile de lansare permit transportarea rachetei Saturn la locul de lansare. Prima lansare din noul câmp a fost cea a lui Apollo 4 , în 1967. Până în 2011, complexul a fost folosit pentru a lansa naveta spațială americană .
Alte unități NASA joacă un rol mai puțin direct sau dedică doar o parte din activitatea lor programului Apollo . În 1961, Centrul Spațial John C. Stennis a fost construit în statul Mississippi . Noul centru are bancuri de testare utilizate pentru testarea motoarelor rachete dezvoltate pentru program. Centrul de Cercetare Ames este un fost centru de cercetare (1939) , situat în California , ale cărui tuneluri de vânt sunt folosite pentru a dezvolta forma capsulei Apollo pentru re-intrarea în atmosfera Pământului. Centrul de Cercetare Langley (1914), situat în Hampton ( Virginia ) găzduiește de asemenea , multe tuneluri de vânt. A servit până în 1963 ca sediu al MSC și a continuat, ulterior, să găzduiască niște simulatoare ale programului. Jet Propulsion Laboratory (1936), în apropiere de Los Angeles (California), este specializată în dezvoltarea de sonde spațiale. Este în acest centru că familiile de sonde spațiale sunt proiectate , care va face posibilă recunoașterea mediu lunar ( Surveyor de program , etc ).
Principalele companii de astronautică sunt puternic implicate în program, ceea ce are ca rezultat o creștere considerabilă a personalului - personalul alocat proiectelor NASA în această perioadă a crescut de la 36.500 la 376.500 de angajați - și construcția de unități de dimensiuni mari. Compania californiană North American , un producător de aeronave renumit pentru că a construit B-25 și luptătorul Mustang în timpul celui de- al doilea război mondial , va juca un rol central în program. Oprirea și eșecul mai multor proiecte aeronautice l-au determinat pe președintele său să parieze pe dezvoltarea astronauticii . Compania s-a remarcat deja în domeniu prin producerea avionului rachetă X-15 . Pentru programul Apollo , compania furnizează practic toate componentele sensibile, cu excepția modulului lunar care este încredințat companiei Grumman situată în Bethpage , Long Island ( statul New York ). Divizia motor Rocketdyne din America de Nord produce două motoare rachete principale, J-2 și F-1 , în fabrica Canoga Park , în timp ce divizia sa spațială a construit a doua etapă a modelului Saturn V la Seal Beach și modulul de comandă și service Apollo la Downey . Incendiul navei spațiale Apollo 1 și numeroasele probleme întâmpinate în dezvoltarea programului au dus la fuziunea nord-americană cu Rockwell Standard Corporation în 1967 ; noul grup va dezvolta în anii 1970-1980 naveta spațială SUA , înainte de a fi absorbit în 1996 de către Boeing . Compania McDonnell Douglas construiește a treia etapă a modelului Saturn V în Huntington Beach , California, în timp ce prima etapă este construită la instalația NASA Michoud , Louisiana , de către compania Chrysler . Printre furnizorii principali se numără Laboratorul de instrumente al Institutului de Tehnologie din Massachusetts (MIT), care proiectează sistemul de pilotare și navigație pentru cele două nave spațiale cu echipaj Apollo.
Proiectul Apollo a constituit o provocare fără precedent în ceea ce privește tehnica și organizarea: a fost necesar să se dezvolte un lansator spațial al cărui gigantism a generat probleme niciodată întâlnite până acum, două noi motoare inovatoare - prin puterea lor cu F-1 sau prin tehnologia lor cu J-2 -, nave spațiale de mare complexitate cu o cerință ridicată de fiabilitate (probabilitatea pierderii echipajului mai puțin de 0,1%) și un program foarte strâns (opt ani între începutul programului Apollo și termenul stabilit de președintele Kennedy pentru prima aterizare lunară a unei misiuni cu echipaj). Programul a cunoscut multe eșecuri în faza de dezvoltare, care au fost rezolvate prin furnizarea de resurse financiare excepționale, cu un vârf în 1966 (5,5% din bugetul federal alocat NASA), dar și o mobilizare a actorilor la toate nivelurile și dezvoltarea metode organizatorice (planificare, gestionarea crizelor, managementul proiectelor) care au câștigat ulterior teren în lumea afacerilor.
An | 1959 | 1960 | 1961 | 1962 | 1963 | 1964 | 1965 | 1966 | 1967 | 1968 | 1969 | 1970 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Bugetul programului Apollo | - | - | - | 0,535 | 1.285 | 2.27 | 2.51 | 2,97 | 2,91 | 2.556 | 2.025 | 1,75 |
Bugetul total al NASA | 0,115 | 0,401 | 0,744 | 1.257 | 2.552 | 4.171 | 5.093 | 5.933 | 5.426 | 4.724 | 4.253 | 3.755 |
Bugetul NASA (% din bugetul statului federal) |
0,2 | 0,5 | 0,9 | 1.4 | 2.8 | 4.3 | 5.3 | 5.5 | 3.1 | 2.4 | 2.1 | 1.7 |
Dezvoltarea motorului motor F-1 , de arhitectură convențională, dar cu o putere excepțională (690 tone de forță, 2,5 tone de propulsori arși pe secundă) a fost foarte lungă din cauza problemelor de instabilitate la nivel. Camera de ardere care nu a fost rezolvată de combinând studii empirice (cum ar fi utilizarea de mici încărcături explozive în camera de ardere) și lucrează cercetări de bază . A doua etapă a rachetei Saturn V , care era deja un tur de forță tehnic datorită dimensiunii rezervorului său de hidrogen lichid , a avut mari dificultăți în a face față tratamentului de slăbire impus de creșterea capacității de combustibil . Dar cele mai importante dificultăți au afectat cele două module echipate ale programului: CSM și modulul lunar Apollo. Lansarea dezvoltării modulului lunar a luat un an de întârziere din cauza amânării pe scenariul aterizării lunare. A fost o mașină complet nouă, pentru care nu a putut fi utilizată nicio experiență anterioară, de altfel foarte complexă datorită rolului său. Problemele multiple - masa în mod clar mai mare decât prognozele inițiale, dificultăți în dezvoltarea software-ului esențial pentru misiune, calitate slabă, motorizare - au dus la întârzieri atât de semnificative încât la un moment dat au pus în pericol termenul limită al programului.
Testele capătă o importanță considerabilă în cadrul programului, deoarece reprezintă aproape 50% din volumul total de muncă. Progresele în calcul au făcut posibilă, pentru prima dată într-un program astronautic, să ruleze automat secvența de testare și să înregistreze măsurătorile a sute de parametri ( până la 1000 pentru o etapă a rachetei Saturn V ), ceea ce permite inginerilor să se concentreze la interpretarea rezultatelor și reduce durata fazelor de calificare. Fiecare etapă a rachetei Saturn V suferă astfel patru secvențe de testare: un test pe site-ul producătorului, două pe site-ul MSFC, cu și fără tragere cu secvențe de test pe subsistem, apoi repetarea numărătorului invers și, în final, un test de integrare la Kennedy Space Center odată ce racheta este asamblată.
Primul grup de șapte astronauți selectați pentru programul Mercur au fost recrutați din piloți militari de testare cu o diplomă minimă de licență în domenii legate de inginerie, sub vârsta de 40 de ani și care îndeplinesc o serie de criterii fizice și psihologice. Undele de recrutare efectuate în 1962 (9 astronauți din grupa 2 ), 1963 (14 astronauți din grupa 3 ) și 1966 (15 astronauți din grupa 5 ) utilizează aceleași criterii de selecție, dar au ca scop întinerirea și diversificarea: vârsta maximă de 40 de ani este limitat la 35, apoi la 34 de ani, în timp ce cerința privind numărul de ore de zbor este redusă și gama de diplome acceptate este extinsă. În același timp, două grupuri de astronauți științifici care dețineau doctoratul au fost recrutați în 1965 ( grupa 4 ) și 1967 ( grupa 6 ), dintre care doar unul a zburat.
Astronauții petrec mult timp în simulatoarele CSM și Lunar Module, dar primesc, printre altele, cursuri de astronomie pentru navigație astronomică , geologie pentru a le pregăti pentru identificarea rocilor lunare și pentru fotografie . Ei petrec multe ore zburând cu antrenori cu jet T-38 pentru a-și menține competența de pilotare (trei astronauți din grupa 3 se vor ucide reciproc în timp ce se antrenează pe T-38 ). Acestea sunt implicate foarte devreme în procesul de proiectare și dezvoltare a navelor cu echipaj. În cele din urmă, li se cere să dedice o parte din timpul lor sarcinilor de relații publice care duc la tururi ale companiilor care participă la proiect. Deke Slayton joacă un rol neoficial, dar eficient de astronaut șef, selectând echipaje pentru fiecare misiune și susținând punctul de vedere al astronautului în timpul dezvoltării proiectului și a misiunii.
Vehiculele spațiale Apollo sunt proiectate inițial pentru a oferi echipajului o autonomie completă în cazul pierderii comunicațiilor cu centrul de control de pe Pământ. Această autonomie oferită de programele sistemului de navigație și pilotaj va fi, de fapt, mult redusă atunci când procedurile urmate de misiunile Apollo sunt înghețate: datorită imposibilității de a reduce dimensiunile și greutatea unui computer complet, capsula va purta doar un computer de bord limitat și controlul de la sol din Houston va furniza parametrii principali, cum ar fi poziția navei spațiale, precum și vectorul de împingere înainte de fiecare aprindere a motoarelor. Houston are în momentul primelor zboruri spre Lună mijloace de calcul mai puternice și, datorită telemetriei , cunoaște perfect poziția vaselor și traiectoria lor. Odată ce a început o fază de zbor, totuși, este de competența computerului de bord să aplice corecțiile necesare pe baza senzorilor și a capacităților sale de calcul. În plus, computerul joacă un rol esențial pentru controlul motorului (funcția de pilot automat) și gestionează multe subsisteme, ceea ce i-a adus porecla celui de-al patrulea om al echipajului. Fără computer, astronauții nu ar fi putut ateriza modulul lunar pe Lună, deoarece numai acesta ar putea optimiza consumul de combustibil suficient pentru a fi mulțumiți de marjele scăzute disponibile.
NASA a fost, de la începutul proiectului, foarte sensibilă la problemele de fiabilitate. În caz de dificultate, trimiterea unei misiuni de salvare nefiind posibilă, se acordă prioritate fiabilității și redundanței componentelor. Trimiterea astronauților pe solul lunar este o afacere mult mai riscantă decât zborurile spațiale din jurul Pământului. Pentru misiunile pe orbita Pământului, în cazul unui incident grav, întoarcerea este asigurată relativ ușor de un scurt impuls al retro - rachetelor . Pe de altă parte, odată ce nava a părăsit orbita Pământului, revenirea astronauților pe Pământ necesită ca subsistemele principale să nu cedeze. Mai degrabă empiric, NASA a stabilit că componentele navei spațiale ar trebui să atingă o probabilitate de 99% de succes al misiunii, în timp ce probabilitatea pierderii echipajului ar trebui să fie mai mică de 0,1%, nefiind luate în considerare micro-meteoriții și razele cosmice , efectele care erau slab înțelese la acea vreme. Prin urmare, arhitectura subsistemelor și calitatea componentelor elementare ale vehiculelor și ale lansatorului trebuiau să îndeplinească aceste obiective.
Opțiunile tehnice care garantează o fiabilitate ridicată sunt făcute atât pe modulul lunar, cât și pe modulul de comandă și service. Propulsor lichid utilizat de motoarele sunt hypergolic , adică, se aprind în mod spontan atunci când sunt contactați și nu să vă mulțumesc pentru un sistem de aprindere nu a reușit. Sunt presurizate în mod convențional folosind heliu , eliminând necesitatea unei turbopompe fragile . Pentru a atinge rata țintă de fiabilitate pe alte subsisteme, NASA are în vedere mai întâi să ofere astronauților capacitatea de a repara componentele defectate. Dar această alegere presupune instruirea astronauților în sisteme numeroase și complexe, transportarea sculelor și pieselor de schimb și accesibilitatea componentelor care trebuie reparate, ceea ce îi face vulnerabili la umiditate și contaminare. NASA a renunțat la această soluție în 1964 și a decis să integreze soluții alternative în proiectarea navei spațiale pentru a remedia orice anomalie care afectează un subsistem critic.
În cazul unei avarii, sistemele de urgență preiau un mod mai mult sau mai puțin degradat. Astfel, sistemul de navigație al modulului lunar (computer și sistem inerțial ) este dublat de un sistem de rezervă dezvoltat de un alt producător, pentru a preveni ca același defect software să spargă cele două sisteme. Cele patru grupuri de motoare de control al atitudinii („ quads ”) sunt grupate împreună în perechi independente, fiecare dintre ele putând acoperi nevoia în modul degradat. Sistemul de reglare termică este dublat. Circuitele de alimentare sunt de asemenea dublate. Antena de telecomunicații cu bandă S poate fi înlocuită cu două antene mai mici în caz de defecțiune. Cu toate acestea, nu există nici un remediu pentru o defecțiune a motorului: doar teste ample cu realism maxim pot atinge rata de fiabilitate așteptată. Soluțiile tehnice conservatoare, dar dovedite, sunt păstrate în unele cazuri. Acesta este cazul pentru energia electrică de pe modulul lunar (alegerea bateriilor ), sistemele pirotehnice (alegerea sistemelor existente standardizate și dovedite), precum și pentru electronica de la bord ( circuitele integrate , deși acceptate în computere, nu sunt reținute în rest a electronicii).
Potrivit lui Neil Armstrong , cei responsabili de proiect au calculat că vor exista aproximativ 1.000 de anomalii la fiecare misiune Apollo (rachetă, CSM și LEM), cifră extrapolată din numărul de componente și rata de fiabilitate solicitată de la producători. De fapt, va exista o medie de 150, pe care Armstrong o atribuie implicării excepțional de puternice a persoanelor care au lucrat la proiect.
De la lansarea Sputnik 1 , liderii Uniunii Sovietice și cei responsabili pentru programul spațial sovietic se asiguraseră întotdeauna să rămână înaintea programului american. Nu a existat nicio îndoială în mintea liderilor americani și a opiniei publice că URSS își va lansa propriul program de zbor pilotat pe Lună și va încerca să reușească înaintea Statelor Unite, pentru a păstra prestigiul asociat cu dominația lor în prima fază a cursă spațială. Cu toate acestea, după o declarație publică din 1961 a unui lider sovietic care pare să facă față provocării, nu se vor filtra informații oficiale cu privire la existența unui program lunar echipat sovietic , până la punctul de a ridica îndoieli cu privire la existența acestuia în rândul unor reprezentanți ai americanilor din Congres. care, din acest motiv, au început să conteste bugetul alocat programului Apollo din 1963. Totuși, pentru liderii NASA, amenințarea succesului sovietic a exercitat o presiune constantă asupra programului programului Apollo : decizia de lansare a Apollo 8 misiunea circumlunară , când nava spațială Apollo nu era pe deplin calificată, era o anumită asumare de riscuri, care fusese motivată în mare parte de teama de a fi depășită de sovietici. Anumite indicii au contribuit ulterior la reducerea presiunii asupra factorilor de decizie ai NASA, care au recalificat misiunea Apollo 10 , planificată inițial să efectueze aterizarea pe lună, într-o repetiție generală (LEM întorcându-se la 15 km de sol), pentru a face ca misiunea finală de aterizare pe lună mai fiabilă, care ar fi cea efectuată de echipajul Apollo 11 . În anii 1970 , nu s-au filtrat informații despre realitatea programului sovietic și, în atmosfera de dezamăgire care a urmat sfârșitului programului Apollo , celebrul jurnalist american Walter Cronkite și-a anunțat grav publicul că banii cheltuiți pentru el - fusese irosit, pentru că „rușii nu fuseseră niciodată în cursă” . Abia cu glasnost , la sfârșitul anilor '80 , au început să apară unele informații despre acest subiect și abia la căderea URSS , înDecembrie 1991, astfel încât realitatea programului lunar sovietic să fie recunoscută de conducerea rusă.
De la începutul anilor 1960 , programul spațial cu echipaj sovietic, atât de reușit până atunci, s-a transformat în confuzie. Serghei Korolev , la originea celor mai strălucite succese ale astronauticii sovietice, începe să proiecteze în acest moment racheta gigantică N-1 , pentru care solicită dezvoltarea unor motoare criogenice eficiente - adică folosind hidrogen, precum cele din dezvoltare în rândul americanilor - dar a întâmpinat refuzul lui Valentin Glouchko , care avea un monopol asupra fabricării motoarelor rachete. Niciun program lunar nu a fost lansat în 1961, deoarece oficialii sovietici credeau că NASA este pe cale de a eșua. Primul secretar al PCUS Nikita Hrușciov cereIunie 1961protejatului său Vladimir Tchelomeï , rival al lui Korolev, să dezvolte un lansator, Proton și o navă spațială LK-1 (LK, pentru Lounnyï korabl - нунный корабль - „vas lunar”) în vederea unui zbor cu echipaj circumlunar. Korolev a răspuns propunând o misiune de aterizare lunară bazată pe o navă concurentă, Soyuz ( СоСз ), potrivită pentru întâlnirea pe orbită, și un modul de aterizare L3. Observând progresul american, Hrușciov decide în cele din urmă3 august 1964, cu trei ani de întârziere, pentru a lansa echipele sovietice în cursa pentru Lună: programele Proton ( Прото́н ) / Zond ( Зонд , „sondă”) de survolare a Lunii de către o sondă nelocuită și N1-L3 de aterizare d Un cosmonaut de pe Luna lui Korolev a primit apoi lumina verde de la Biroul Politic . Cu toate acestea, demiterea lui Hrușciov, înlocuită de Leonid Brejnev în fruntea Partidului Comunist al URSS în octombrie același an, a dus la amânări și probleme în distribuirea resurselor bugetare între cele două programe.
Grav handicapată de moartea lui Korolev în 1966 și de resursele financiare insuficiente, dezvoltarea rachetei N-1 a întâmpinat probleme majore (4 eșecuri în 4 zboruri, între 1969 și 1971), ceea ce a dus la abandonarea acesteia pe2 mai 1974. Este sfârșitul ambițiilor lunare ale URSS. Atât lansatorul Proton, cât și nava spațială Soyuz, după un început dificil, joacă astăzi un rol central în programul spațial rus.
Principalele componente ale programului Apollo sunt familia de lansatoare Saturn, precum și cele două nave spațiale cu echipaj: CSM și modulul lunar . Pentru șederea pe Lună, este dezvoltat un vehicul , precum și un set de instrumente științifice, ALSEP .
Trei tipuri de lansatoare sunt dezvoltate în cadrul programului Apollo : Saturn I, care va face posibilă confirmarea stăpânirii amestecului LOX / LH2, Saturn IB utilizat pentru primele teste ale navei spațiale Apollo pe orbita Pământului și, în cele din urmă, lansatorul greu Saturn V , pe care performanțele excepționale, niciodată depășite de atunci, vor permite misiunile lunare.
Un lansator greu pentru sateliții militariÎnceputurile familiei de lansatoare Saturn sunt anterioare programului Apollo și creării NASA. La începutul anului 1957, Departamentul Apărării al SUA (DOD) a identificat necesitatea unui lansator greu pentru plasarea sateliților de recunoaștere și telecomunicații cu o greutate de până la 18 tone pe orbită . La acea vreme, cele mai puternice lansatoare americane aflate în curs de dezvoltare puteau lansa cel mult 1,5 tone pe orbită mică, deoarece proveneau din rachete balistice mult mai ușoare decât omologii lor sovietici. În 1957, Wernher von Braun și echipa sa de ingineri, veniți ca el din Germania , au lucrat la dezvoltarea rachetelor intercontinentale Redstone și Jupiter în cadrul Agenției de Rachete Balistice a Armatei (ABMA), un serviciu al Armatei situat în Huntsville ( Alabama) ). Acesta din urmă i-a cerut să proiecteze un lansator pentru a satisface cererea pentru DOD. Von Braun oferă o mașină, pe care o numește Super-Jupiter, a cărei primă etapă, alcătuită din opt etape Redstone grupate în pachete în jurul unei etape Jupiter, oferă cele 680 de tone de forță necesare pentru lansarea sateliților grei. Cursa spațială , care a început la sfârșitul anului 1957, a decis DOD, după examinarea proiectelor concurente, care urmează să fie finanțate înAugust 1958dezvoltarea acestei noi prime etape a redenumit Juno V apoi în cele din urmă Saturn (planeta situată dincolo de Jupiter). La cererea DOD, lansatorul folosește opt motoare de rachetă H-1 , o evoluție simplă a propulsorului folosit pe racheta Jupiter, care ar trebui să permită punerea în funcțiune rapidă.
Recuperarea de către NASA a proiectului SaturnÎn vara anului 1958, NASA, recent formată, a identificat lansatorul ca o componentă cheie a programului său spațial. Dar la începutul anului 1959, Departamentul Apărării a decis să oprească acest program costisitor, ale cărui obiective erau acum acoperite de alte lansatoare în curs de dezvoltare. NASA obține transferul în cadrul său al proiectului și al echipelor lui von Braun la sfârșitul anului 1959 ; acest lucru a fost eficace în primăvara anului 1960 , iar noua entitate NASA a luat numele Space Flight Center Marshall (George C. Marshall Space Flight Center MSFC).
Întrebarea etapelor superioare ale lansatorului rămăsese până acum în suspensie: utilizarea etapelor rachete existente, prea puțin puternice și cu un diametru prea mic, nu era satisfăcătoare. La sfârșitul anului 1959, un comitet NASA a lucrat la arhitectura viitorilor lansatori NASA. Moderatorul său, Abe Silverstein , șeful centrului de cercetare Lewis și susținător al propulsiei de către motoarele care utilizează perechea de hidrogen / oxigen testat pe racheta Atlas - Centaur , a reușit să convingă un von Braun reticent să-i înzestreze cu ea. Racheta Saturn. Comitetul identifică în raportul său final șase configurații de lansare de putere crescândă (codate de la A1 la C3) pentru a îndeplini obiectivele NASA, în timp ce procedează la o dezvoltare treptată a celui mai puternic model. În acel moment, Centrul Marshall studia în paralel un lansator extraordinar capabil să trimită o misiune pe Lună: această rachetă numită Nova, are o primă etapă care asigură 5.300 de tone de împingere și este capabilă să lanseze 81.6 tone pe o traiectorie interplanetară.
Saturn IB și V în configurațiile lor finaleCând președintele Kennedy a venit la putere la începutul anului 1961, configurațiile lansatorului Saturn erau încă în discuție, reflectând incertitudinea cu privire la viitoarele misiuni ale lansatorului. Cu toate acestea, în iulie 1960, Rocketdyne, selectat de NASA, începuse studii asupra motorului J-2 care consumă hidrogen și oxigen și o forță de 89 de tone reținută pentru a propulsa etapele superioare. Același producător de motoare lucra din 1956, inițial la cererea Forțelor Aeriene, la enormul motor F-1 (677 tone de forță) selectat pentru prima etapă. La sfârșitul anului 1961, configurația lansatorului greu (C-5 viitor Saturn V ) este fixă: prima etapă este propulsată de cinci F-1, a doua etapă cu cinci J-2 și a treia de un J-2 . Lansatorul uriaș poate plasa până la 140 de tone pe orbită joasă și poate trimite 41 de tone pe Lună. În prima fază a proiectului ar trebui utilizate două modele mai puțin puternice:
La sfârșitul anului 1962, alegerea scenariului pentru întâlnirea pe orbita lunară (LOR) a confirmat rolul lansatorului Saturn V și a dus la întreruperea studiilor asupra lansatorului Nova.
Lansator | Saturn I | Saturn IB | Saturn V |
---|---|---|---|
Sarcina utilă de injectare lunară (TLI) cu
orbită terestră joasă (LEO) |
9 t (LEO) | 18,6 t (LEO) | 140 t (LEO) 47 t (TLI) |
1 st etaj |
SI (670 t propulsie ) 8 motoare H-1 ( LOX / Kerosen ) |
S-IB (670 t propulsie ) 8 motoare H-1 (LOX / Kerosen) |
S-IC (Thrust 3.402 t ) 5 motoare F-1 (LOX / Kerosen) |
2 e etaj |
S-IV (40 t forță ) 6 RL-10 ( LOX / LH2 ) |
S-IVB (Thrust 89 t .) 1 motor J-2 (LOX / LH2) |
S-II (500 t tracțiune ) 5 motoare J-2 (LOX / LH2) |
Etajul 3 e | - | - |
S-IVB (100 t împingere ) 1 motor J-2 (LOX / LH2) |
Zboruri | 10 (1961-1965) Sateliți Pegas , modelul CSM |
9 (1966-1975) calificare CSM , ameliorează Skylab , zborul Apollo-Soyuz |
13 misiuni lunare (1967-1973) și lansarea Skylab |
Apollo nave spațiale (modulul de comandă și de servicii sau, prescurtarea de la CSM) transporta astronauți înainte și înapoi. Cântărind peste 30 de tone, este de aproape zece ori mai greu decât nava Gemeni. Masa suplimentară (21,5 tone) este reprezentată în mare măsură de motor și de combustibilii care oferă un delta-v de 2800 m / s permițând navei spațiale să intre pe orbita lunară și apoi să părăsească această orbită. Nava spațială Apollo reia un aranjament inaugurat cu nava spațială Gemini: un modul de comandă (CM) găzduiește echipajul și un modul de serviciu (SM) conține motorul principal de propulsie, majoritatea surselor de energie, precum și echipamentul necesar pentru supraviețuirea astronauților . Modulul de service este lansat chiar înainte de aterizare.
Modulul de controlModulul de comandă Apollo este partea în care cei trei astronauți stați în timpul misiunii, cu excepția cazului când două dintre ele coboară pe Lună prin intermediul modulului lunar. Cu o greutate de 6,5 tone și formă conică, structura exterioară are un perete dublu: o incintă formată din foi și fagure din aluminiu , care conține zona presurizată și un scut termic care acoperă primul perete și a cărui grosime variază în funcție de expunere în timpul reintrării atmosferice. Ecranul termic este realizat cu un material compozit format din fibre de silice și microbere de rășină, într-o matrice de rășină epoxidică . Acest material este introdus într-un fagure de oțel.
Spațiul sub presiune reprezintă un volum de 6,5 m 3 . Astronauții sunt așezați pe trei paturi paralele paralele cu fundul conului și suspendate de grinzile care se extind de la podea și tavan (vârful conului). În poziție înclinată, astronauții au în față, suspendate de tavan, un panou de control lățime de doi metri și înălțime de un metru care prezintă întrerupătoarele principale și luminile de control. Cadranele sunt distribuite în funcție de rolul fiecărui membru al echipajului. Pe pereții laterali sunt golfuri pentru navigație, alte panouri de control, precum și zone de depozitare a alimentelor și a deșeurilor. Pentru navigație și pilotaj, astronauții folosesc un telescop și un computer care utilizează date furnizate de o unitate inerțială .
Nava spațială are două trape: una situată la vârful conului are un tunel și este folosită pentru a trece prin modulul lunar atunci când este andocată cu nava spațială Apollo. Celălalt plasat pe peretele lateral este folosit pe Pământ pentru a intra în vas și în spațiu pentru ieșiri suplimentare pentru vehicule (vidul este apoi efectuat în cabină, deoarece nu există un blocaj de aer). Astronauții au, de asemenea, cinci hublouri pentru a face observații și pentru a efectua manevre de întâlnire cu modulul lunar. Modulul de comandă depinde de manevrele principale, precum și de energia și durata de viață a modulului de service. Are patru grupuri de motoare de orientare mici pentru manevrarea în timpul reintrării. Acestea sunt realizate prin orientarea modulului în rolă , capsula având o incidență apropiată de 25 până la 30 de grade în raport cu axa sa de simetrie. Această incidență este obținută prin dezechilibru static de construcție.
Modulul de serviceModulul de serviciu (SM sau „ Modulul de service “ în limba engleză) este un cilindru de aluminiu nepresurizate 5 metri lungime și 3,9 metri în diametru cu o greutate de 24 de tone. Este cuplat la baza modulului de comandă, iar duza lungă a motorului rachetă principală de 9 tone iese cu 2,5 metri. Modulul este organizat în jurul unui cilindru central care conține rezervoarele de heliu utilizate pentru a presuriza rezervoarele de propulsor principal, precum și partea superioară a motorului principal. În jurul acestei părți centrale, spațiul este împărțit în șase sectoare sub formă de bucăți de tort. Patru dintre aceste sectoare adăpostesc rezervoarele de combustibil (18,5 tone). Un sector conține trei celule de combustibil care furnizează energie electrică și subprodusul apei, precum și rezervoarele de hidrogen și oxigen care le alimentează. Oxigenul este, de asemenea, utilizat pentru a reînnoi atmosfera cabinei. Un sector primește echipamente care au variat în funcție de misiuni: dispozitive științifice, satelit mic, camere, rezervor suplimentar de oxigen. Modulul de service conține și radiatoare care disipă căldura în exces din sistemul electric și reglează temperatura cabinei. Patru grupuri de motoare mici de control al atitudinii sunt dispuse în jurul perimetrului cilindrului. O antenă cuprinzând cinci parabole mici, care asigură comunicații pe distanțe lungi, este desfășurată odată cu lansarea navei.
Turnul de salvare este un dispozitiv destinat pentru a muta nava spatiala departe de Saturn V lansatorul în cazul în care acesta din urmă nu in primele faze ale zborului. Utilizarea de scaune catapultabile, folosit pe nava spatiala Gemeni, este exclusa , având în vedere diametrul mingii de foc pe care explozia de Saturn V racheta ar crea . Turnul de salvare este format dintr-un propulsor de pulbere situat la capătul unui spalier metalic, el însuși cocoțat deasupra navei spațiale Apollo. În cazul unui incident, motorul rachetei turnului smulge nava din rachetă în timp ce un mic propulsor o mută din calea rachetei. Turnul este apoi abandonat și nava își începe coborârea urmând o secvență similară cu cea a unei întoarceri pe Pământ. Dacă lansarea se desfășoară fără probleme, turnul este evacuat când se aprinde a doua etapă a rachetei Saturn.
Modulul lunar are doua etaje:. O etapă coborâre vă permite să aterizeze pe Lună și , de asemenea , servește ca o platformă de lansare pe a doua etapă, etapa de ascensiune, care aduce astronauții înapoi la nave spațiale Apollo pe orbită , la sfârșitul lor stai pe luna. Structura modulului lunar este, în cea mai mare parte, realizată cu un aliaj de aluminiu ales pentru ușurința sa. Părțile sunt în general sudate între ele, dar uneori și nituite.
Etapa de coborâreCorpul etapei de coborâre, care cântărește mai mult de 10 tone, are forma unei cutii octogonale cu un diametru de 4,12 metri și o înălțime de 1,65 metri. Structura sa, formată din două perechi de panouri paralele asamblate într-o cruce, delimitează cinci compartimente pătrate (inclusiv unul central) și patru compartimente triunghiulare. Funcția principală a etapei de coborâre este de a aduce LEM pe Lună. În acest scop, scena are un motor de rachetă care este atât direcționabil, cât și tracțiune variabilă. Modulația propulsiei face posibilă optimizarea traiectoriei de coborâre, dar mai presus de toate, aterizarea ușoară a LEM, care a fost mult redusă prin consumul de propulsori. Oxidantului , peroxid de azot (5 tone), iar combustibilul, aerozine 50 (3 tone), sunt depozitate în patru rezervoare amplasate în compartimentele pătrate situate în cele patru colțuri ale structurii. Motorul este situat în compartimentul central pătrat. Al doilea rol al etapei de coborâre este de a transporta toate echipamentele și consumabilele care pot fi lăsate pe Lună la sfârșitul sejurului, ceea ce limitează greutatea etapei de ascensiune.
Podeaua liftuluiEtapa de ridicare cântărește aproximativ 4,5 tone. Forma sa complexă, care rezultă dintr-o optimizare a spațiului ocupat, îi conferă aspectul unui cap de insectă. Este compus în esență din cabina sub presiune care găzduiește doi astronauți într-un volum de 4,5 m 3 și din motorul de ascensiune cu rezervoarele sale de propulsie . Partea frontală a cabinei sub presiune ocupă cea mai mare parte a unui cilindru cu diametrul de 2,34 metri și adâncimea de 1,07 metri. Aici stau echipajul atunci când nu sunt într-o excursie lunară. Pilotul (din stânga orientat în față) și căpitanul stau în picioare, ținuți de hamuri care îi mențin în poziție în gravitație zero și în timpul fazelor de accelerație. Pe peretele frontal, fiecare astronaut are în față un mic hublou triunghiular (0,18 m 2 ) înclinat în jos, care îi permite să observe solul lunar cu un unghi de vizualizare bun, precum și comenzile principale de zbor și cadranele de control grupate împreună de panouri dedicate în general unui subsistem. Comenzile și comenzile comune sunt plasate între cei doi astronauți (de exemplu consola de acces la computerul de navigație), unele comenzi sunt duplicate (comenzi care controlează orientarea și tracțiunea motoarelor), celelalte comenzi sunt împărțite în funcție de sarcinile atribuite fiecăruia astronaut. Panourile de comandă și întrerupătorul se extind pe pereții laterali situați de ambele părți ale astronauților.
Pilotul are o fereastră mică deasupra capului (0,07 m 2 ) care îi permite să controleze manevra de întâlnire cu modulul de comandă. Partea din spate a cabinei sub presiune este mult mai îngustă ( 1,37 × 1,42 m pentru 1,52 m înălțime): podeaua sa este cu 48 cm mai înaltă și, în plus, grevată de o capotă care acoperă partea superioară a motorului de ascensiune. Pereții laterali sunt ocupați de depozitare și în stânga, de o parte a sistemului de control al mediului. Pe tavan este trapa folosită pentru a intra în modulul de comandă în spatele căruia se află un tunel scurt (80 cm diametru și 46 cm lungime) cu un sistem de blocare folosit pentru a asigura cele două nave. Forțele în joc în momentul andocării care ar putea deforma tunelul sunt amortizate de grinzi care le transmit asupra întregii structuri.
LEM nu are un blocaj de aer , ceea ce ar fi adăugat prea multă greutate. Pentru a coborî pe solul lunar, astronauții evacuează cabina și, la întoarcere, presurizează cabina cu rezervele de oxigen. Pentru a coborî, se strecoară în trapă: aceasta se deschide pe o mică platformă orizontală care duce la scară, ale cărei bare sunt situate de ambele părți ale uneia dintre picioarele etajului de coborâre.
Pentru a îndeplini misiunea lunară, NASA a trebuit să proiecteze mai multe instrumente științifice, echipamente și vehicule destinate utilizării pe solul lunar. Principalele evoluții sunt:
Cele șase misiuni lunare Apollo au fost programate pentru a ateriza modulul lunar chiar la începutul zilei lunare (care durează 28 de zile pe Pământ). Astronauții beneficiază astfel de pășunat lumină pentru localizarea terenului pe aterizare (între 10 și 15 ° de elevație deasupra orizontului , în funcție de misiunile) și temperaturi relativ moderate. Temperatura la sol scade gradat cu 0 acompaniat de la 130 ° C , între răsărit și când soarele atinge vârfurile după 177 de ore pe Pământ. Având în vedere aceste condiții, pentru fiecare sit de aterizare, fereastra de lansare a rachetei Saturn a fost redusă la o zi pe lună pentru un anumit site.
Locul ales este întotdeauna situat pe fața vizibilă a Pământului, astfel încât comunicațiile dintre vas și Pământ să nu fie întrerupte; nu este prea departe de banda ecuatorială a Lunii pentru a limita consumul de combustibil care ar fi necesar prin compensarea navei spațiale la latitudini mai mari.
Racheta decolează sistematic de la Pad 39 la Centrul Spațial Kennedy . Lansarea celor 3.000 de tone de rachetă este deosebit de spectaculoasă: cele cinci motoare din prima etapă sunt aprinse simultan consumând 15 tone de combustibil în fiecare secundă, apoi racheta, care este ținută de cleme, este lansată imediat ce computerele au verificat că propulsia motorului și-a atins puterea nominală. Racheta se ridică mai întâi foarte încet, durând aproape zece secunde pentru a se elibera de turnul de lansare. Separarea primei etape S1-C are loc la două minute și jumătate după lansare la o altitudine de 56 km, când racheta a atins o viteză de Mach 8 ( 10.000 km / h sau aproximativ 2.800 ms -1 ). La scurt timp după aceea, motoarele de rachetă ale celei de-a doua etape S-II se aprind: fusta între etape se detașează și turnul de salvare este expulzat deoarece nava spațială este suficient de înaltă pentru a putea cădea înapoi fără ajutorul ei în cazul unei întreruperi a zbor.misiunea. A doua etapă este la rândul ei abandonată, deoarece racheta atinge o viteză de 24.680 km / h (sau aproximativ 6.856 m / s ) și o altitudine de 185 km . A treia etapă S-IVB este apoi utilizată timp de 140 de secunde pentru a plasa întreaga rachetă rămasă pe o orbită circulară de 180 km , la unsprezece minute și jumătate după decolare.
Odată plasate pe orbită joasă , nava spațială Apollo (LEM și modulul de comandă și service), precum și a treia etapă a rachetei fac o orbită și jumătate în jurul Pământului, atunci motorul celei de-a treia etape este repornit pentru a injecta ansamblul. o orbită de transfer către Lună (TransLunar Injection - TLI). Injecția are ca rezultat o creștere a vitezei la 3.040 m / s ( 10.944 km / h ). Aproximativ o jumătate de oră după sfârșitul tracțiunii, modulul de comandă și service (CSM) se detașează de restul trenului spațial, apoi se rotește la 180 ° pentru a veni și a prelua LEM în carenajul său. După ce au verificat ancorarea celor două nave și au presurizat LEM, astronauții declanșează prin pirotehnică relaxarea arcurilor situate în carenajul LEM: acestea îndepărtează LEM și CSM de la a treia etapă a rachetei Saturn cu o viteză de d 'aproximativ 30 cm / s . A treia etapă va începe apoi o traiectorie divergentă care, în funcție de misiuni, o plasează pe orbită în jurul Soarelui sau o trimite prăbușind în Lună.
În timpul călătoriei de 70 de ore către Lună, pot fi făcute corecții ale traiectoriei CSM și LEM pentru a optimiza consumul final de propulsori. Inițial, desfășurarea unei misiuni Apollo a asigurat o cantitate relativ mare de combustibil pentru aceste manevre. În utilizare, abia 5% din această cantitate va fi consumată datorită preciziei de navigare. Trenul spațial este rotit încet pentru a limita încălzirea vaselor prin reducerea duratei expunerii continue la Soare.
Odată apropiat de Lună, motorul CSM este pornit pentru a plasa navele pe orbită prin frânarea lor. Dacă această frânare nu este atinsă, traiectoria permite navelor să se întoarcă pe orbita pământului după ce au înconjurat Luna fără a folosi motoarele lor. Acest aranjament va salva misiunea Apollo 13 . Puțin mai târziu, motorul CSM este folosit a doua oară pentru a plasa cele două nave pe o orbită circulară de 110 km altitudine.
Manevră de acostare pentru CMS și LEM în timpul tranzitului spre Lună |
Coborârea către Lună se bazează în mare parte pe sistemul de ghidare, navigație și control (PGNCS: Sistemul principal de ghidare și control ) pilotat de computerul de bord ( LGC ). Pe de o parte, aceasta va determina periodic poziția și traiectoria reală a navei utilizând mai întâi unitatea inerțială, apoi radarul de aterizare (funcția de navigație) și, pe de altă parte, va calcula traiectoria care trebuie urmată. și controlul, conform tuturor acestor elemente, a tracțiunii și orientării motoarelor (funcția de ghidare). Pilotul LEM poate, totuși, să corecteze altitudinea actuală în orice moment și, în ultima fază, să recâștige complet controlul comenzilor motorului. Dar numai sistemul de navigație și pilotaj face posibilă, prin optimizarea traiectoriei și a consumului de resurse, oprirea LEM înainte de a consuma tot combustibilul.
Coborârea orbiteiAceastă fază este menționată de acronimul DOI ( Descent Orbit Insertion ) în terminologia NASA.
Obiectivul acestei faze este de a reduce altitudinea LEM de la 110 km la 15 km deasupra solului lunar. În acest scop, orbita sa circulară este transformată într-o orbită eliptică de 15 km pe 110 km . Această fază face posibilă reducerea distanței de parcurs până la solul lunar la un cost redus în propulsori (necesită doar un scurt impuls al motorului). Limita de 15 km a fost păstrată pentru a împiedica traiectoria finală să se apropie prea mult de teren.
Doi dintre cei trei astronauți ai echipajului își iau locul în modulul lunar pentru a coborî pe Lună. Acestea inițializează sistemul de navigație înainte de a începe coborârea spre Lună. LEM și CSM se separă înainte de pornirea motorului (până la Apollo 12 ). Schimbarea orbitei este inițiată atunci când nava spațială este antipode (jumătate de orbită) din punctul în care va începe următoarea fază. Odată ce distanța dintre LEM și modulul de comandă este suficientă (o sută de metri), o mică accelerație este imprimată mai întâi de către motoarele care controlează atitudinea de a apăsa combustibilul de la motorul de coborâre împotriva supapelor de distribuție . Apoi motorul de coborâre este pornit scurt pentru a frâna LEM la aproximativ 25 m / s ( 90 km / h ).
Începând de la Apollo 14 , pentru a salva propulsorii din etapa de coborâre, controlul motorului și modulul de service care este părtinitor pentru a coborî orbita. Prin urmare, CSM însoțește LEM în orbita sa eliptică și se separă de acesta înainte de a începe coborârea electrică.
Coborârea electricăAceastă fază se caracterizează printr-o acțiune continuă a motorului de coborâre. Începe când LEM a atins punctul cel mai de jos al orbitei sale eliptice. În sine este împărțit în trei faze: faza de frânare, faza de apropiere și faza de aterizare.
Faza de frânareFaza de frânare urmărește să reducă viteza navei cât mai eficient posibil: va merge de la 1695 m / s ( 6000 km / h ) la 150 m / s ( 550 km / h ). Motorul este pornit la 10% din puterea sa timp de 26 de secunde , timpul în care motorul se aliniază cu cardanul său pe centrul de greutate al navei, apoi este împins la puterea sa maximă. Modulul lunar care la începutul traiectoriei este practic paralel cu solul se va înclina treptat în timp ce viteza sa de coborâre zero la început crește la 45 m / s la sfârșitul fazei. Când LEM se află la o altitudine mai mică de 12-13 km , radarul de aterizare prinde solul și începe să furnizeze informații (altitudine, viteză de mișcare) care vor face posibilă verificarea corectitudinii traiectoriei: până atunci a fost extrapolat numai din accelerația măsurată de unitatea de inerție. O diferență prea mare între datele furnizate de radar și traiectoria țintei sau nefuncționarea radarului sunt motive pentru întreruperea misiunii.
Faza de abordareFaza de abordare începe la 7 km de locul țintă, în timp ce LEM se află la o altitudine de 700 de metri. Acesta trebuie să permită pilotului să localizeze zona de aterizare și să aleagă locul precis (liber) unde dorește să aterizeze. Punctul său de plecare este denumit „ poarta înaltă ”, un termen împrumutat de la aeronautică .
Modulul lunar este îndreptat treptat într-o poziție verticală, oferind pilotului o vedere mai bună a terenului. Acesta din urmă poate astfel localiza punctul de aterizare către care duce traiectoria grație unei scale gravate pe hublou gradate în grade ( Landing Point Designator , LPD): computerul furnizează la cerere unghiul în care astronautul poate vedea locul de aterizare pe acest scară. Dacă acesta din urmă consideră că terenul nu este potrivit pentru o aterizare sau că nu corespunde locației planificate, el poate corecta unghiul de apropiere acționând asupra comenzilor de zbor în trepte de 0,5 ° vertical sau 2 ° lateral.
Aterizând pe solul lunarCând modulul lunar a coborât la o altitudine de 150 de metri, ceea ce îl plasează teoretic la o distanță de 700 de metri de locația țintă (punctul denumit poarta joasă ), începe faza de aterizare. Dacă traiectoria a fost urmată corect, vitezele orizontale și verticale sunt respectiv 66 km / h și 18 km / h . Procedura prevede ca pilotul să ia mâna pentru a aduce modulul lunar la sol, dar poate, dacă dorește, să lase computerul de bord să facă acest lucru, care are un program de pilotare pentru această ultimă parte a zborului. Ținând cont de diferitele pericole (faza de observare prelungită cu două minute, modificarea țintei de ultimul minut de 500 de metri pentru a evita ameliorarea, arderea finală slabă, manometrul pesimist al combustibilului), pilotul are o marjă de 32 de secunde pentru a pune LEM jos înainte ca combustibilii să se epuizeze. Ultima parte a fazei este un zbor plutitor ca un elicopter care permite atât anularea tuturor componentelor de viteză, cât și localizarea mai bună a locurilor. Sondele situate sub flanșele trenului de aterizare intră în contact cu solul lunar atunci când altitudinea este mai mică de 1,3 metri și transmit informațiile pilotului. Aceasta trebuie apoi să oprească motorul de coborâre pentru a preveni LEM-ul să sară sau să se răstoarne (duza aproape atinge solul).
Șederea pe Lună este punctată de ieșiri extra-vehiculare: o singură ieșire pentru Apollo 11, dar până la trei ieșiri pentru ultimele misiuni. Înainte de fiecare ieșire, astronauții trebuie să-și umple sistemul portabil de susținere a vieții cu apă și oxigen, apoi să-și îmbrace costumul. Apoi evacuează înainte de a deschide trapa care oferă acces la scară.
Instrumentele și instrumentele științifice sunt scoase din locașurile de stocare pe etapa de coborâre și sunt apoi desfășurate nu departe de LEM sau la o distanță mai mare. Începând de la Apollo 14 , astronauții au o roabă și apoi pentru următoarele zboruri, roverul lunar care le permite să se îndepărteze de o duzină de kilometri de LEM care transportă încărcături grele. Roverul ocupă un întreg golf al modulului lunar; este depozitat în poziția pliată pe un palet pe care astronauții îl coborâ pentru a elibera vehiculul. Rover-ul este desfășurat printr-un sistem de arcuri și cabluri care acționează prin scripeți și sunt acționate de astronauți.
Înainte de a părăsi Luna, probele geologice plasate în containere sunt ridicate până la stadiul de ascensiune cu ajutorul unui palan. Echipamentele care nu mai sunt necesare (echipamente portabile de supraviețuire, camere video etc.) sunt abandonate pentru a ușura cât mai mult stadiul de ascensiune.
Faza de ascensiune ar trebui să permită LEM să se alăture din nou modulului de comandă care a rămas pe orbită. Acest obiectiv este atins în două etape: etapa LEM decolează de la solul lunar pentru a intra pe orbită mică, apoi, folosind împingeri ocazionale de la motorul rachetei, se alătură modulului de comandă.
Înainte de decolare, poziția precisă a LEM pe sol este introdusă în computer pentru a determina cea mai bună traiectorie. Ora plecării este calculată astfel încât să se optimizeze calea întâlnirii cu modulul de comandă. Etapa de coborâre rămâne la sol și servește drept platformă de lansare. Separarea celor două etaje este declanșată înainte de decolare de mici încărcături pirotehnice care taie cele patru puncte care unesc cele două etaje, precum și cablurile și conductele.
Modulul Lunar urmează mai întâi o traiectorie verticală până la o altitudine de aproximativ 75 de metri pentru a se elibera de relieful lunar, apoi înclină treptat pentru a ajunge în final pe orizontală la periluna (punctul de jos) al unei orbite eliptice de 15 km pe 67 km .
Se face apoi o întâlnire pe orbită lunară între CSM (pilotat de cel de-al treilea membru al echipajului, singurul din misiune să nu meargă pe Lună) și LEM pe orbită lunară. După ce pietrele lunii au fost transferate, LEM este eliberat și lansat pe o cale care îl va face să se prăbușească în lună. Nava spațială își poate începe apoi revenirea pe Pământ. Apollo 16 și Apollo 17 vor rămâne pe orbită încă o zi pentru a efectua experimente științifice și arunca un mic satelit științific de 36 kg .
Pentru a părăsi orbita lunară și a plasa nava spațială pe calea de întoarcere către Pământ, motorul modulului de comandă și serviciu este acționat timp de două minute și jumătate după orientarea atentă a navei spațiale; oferă un delta-v de aproximativ 1000 m / s, care ar trebui să permită navei spațiale să ajungă pe orbita Pământului. Acesta este unul dintre momentele critice ale misiunii, deoarece o defecțiune a motorului sau o precizie precară a orientării ar condamna astronauții. Motorul este aprins în timp ce nava spațială se află pe fața opusă Pământului, astfel încât noua traiectorie, o orbită puternic eliptică de transfer , pășunește suprafața Pământului la 40 km altitudine în poziția pe care o va ocupa la sosirea navei. Călătoria de întoarcere durează aproximativ trei zile, dar poate fi scurtată puțin optând pentru un traseu mai tensionat. La scurt timp după injecția pe calea de întoarcere ( injecție trans-Pământ , TEI), se efectuează o plimbare spațială pentru a recupera filmele fotografice ale camerelor plasate în modulul de serviciu, care trebuie eliberate înainte de a intra în atmosfera Pământului.
Pe parcurs se fac mici corecții pentru a optimiza unghiul de intrare în atmosferă și punctul de cădere. Pe măsură ce nava se apropie de Pământ, viteza navei, care căzuse la 850 m / s la limita influenței câmpurilor de gravitație ale Pământului și Lunii, crește la 'pentru a ajunge la 11 km / s când nava spațială intră straturile dense ale atmosferei; acestea își fac simțită influența de la o altitudine de 120 km . Cu puțin timp înainte de a intra în atmosferă, modulul de service al navei este eliberat folosind pirotehnica , luând cu el motorul principal și majoritatea rezervelor de oxigen și electricitate. Reintrarea în atmosferă se face la un unghi foarte precis fixat la 6,5 ° cu o toleranță de 1 °. Dacă unghiul de penetrare este prea mare, ecranul termic, care este încălzit în mod normal la o temperatură de 3000 ° C în timpul reintrării în atmosferă, are o temperatură mai mare decât cea pentru care este proiectat și decelerarea este mai mare; aceste două fenomene pot duce la moartea echipajului. Cu un unghi mai redus, nava spațială poate sări de pe stratul atmosferic și să pornească din nou pe o lungă traiectorie eliptică, condamnându-și echipajul în imposibilitatea de a manevra și având foarte puține rezerve de aer.
După o fază de decelerare care a atins 4 g , nava și-a pierdut viteza orizontală și a coborât practic pe verticală. La o altitudine de 7.000 de metri, protecția situată la capătul conic al navei este evacuată și se desfășoară două mici parașute pentru a stabiliza cabina și a reduce viteza de la 480 km / h la 280 km / h . La 3000 de metri, trei mici parașute pilot sunt desfășurate lateral de mortare pentru a extrage cele trei parașute principale, împiedicând în același timp să se încurce. Nava spațială a lovit suprafața oceanului la o viteză de 35 km / h (aproximativ 10 m / s ). Parașutele sunt eliberate imediat și trei baloane se umflă astfel încât să împiedice nava să rămână vârful sub apă. O flotilă care cuprinde un portavion sau un elicopter este poziționată în avans pe zona în care va ateriza modulul de comandă. Avioanele au sarcina de a localiza punctul de cădere în timp ce elicopterele aduc scafandri care, montați pe bărci ușoare, recuperează astronauții și plasează curele pe navă, astfel încât să poată fi ridicat pe puntea transportatorului.
Niciun zbor orbital american nu a avut loc încă la lansarea programului Apollo . Singurul zbor din programul Mercury - acest program începuse în 1959 - a avut loc cu trei săptămâni înainte de discursul președintelui Kennedy și a fost un simplu zbor balistic din lipsa unei rachete suficient de puternice. Nu a fost decât până la misiunea Mercury-Atlas 6 a20 februarie 1962pentru ca John Glenn să devină primul astronaut american care orbitează Pământul. Alte trei zboruri cu echipaj au avut loc în 1962 și 1963 .
La sfârșitul programului Mercury, aspecte importante ale zborului spațial, care trebuiau implementate pentru zborurile lunare, nu erau încă stăpânite, deși nu a fost posibil să le testăm la sol. Liderii NASA au lansat un program destinat să dobândească aceste tehnici fără să aștepte dezvoltarea navei spațiale foarte sofisticate a misiunii lunare: programul Gemeni trebuia să îndeplinească trei obiective:
Nava spațială Gemini, care inițial urma să fie o versiune simplă modernizată a capsulei Mercur, s-a transformat întrucât a fost proiectată într-un vas complet diferit de 3,5 tone (comparativ cu aproximativ o tonă pentru nava Mercur), capabil să zboare cu doi astronauți pentru doua saptamani. Nava spațială a fost lansată de o rachetă Titan II , o rachetă a Forțelor Aeriene din SUA transformată în lansator. Programul a întâmpinat probleme de depanare. Lansatorul a suferit efectul pogo , celulele de combustibil utilizate pentru prima dată s-au scurs și încercarea de a dezvolta o aripă zburătoare pentru a ateriza capsula pe teren solid nu a avut succes. Toate aceste eșecuri au crescut costul programului de la 350 milioane dolari la 1 miliard dolari. Cu toate acestea, până la sfârșitul anului 1963 totul a revenit la normal și două zboruri fără pilot ar putea avea loc în 1964 și la începutul anului 1965 . Primul zbor cu echipaj Gemeni 3 i-a luat pe astronauții Virgil Grissom și John Young the23 martie 1965. În timpul următoarei misiuni, astronautul Edward White a efectuat prima plimbare spațială a Americii. Alte opt misiuni, intercalate cu incidente fără consecințe, s-au extins până laNoiembrie 1966 : au făcut posibilă dezvoltarea de întâlniri spațiale și tehnici de acostare, efectuarea zborurilor lungi ( Gemenii 7 au rămas aproape 14 zile pe orbită) și efectuarea multor alte experimente.
În plus față de programul Apollo , NASA lansează mai multe programe pentru a-și rafina cunoștințele despre mediul spațial și terenul lunar. Aceste informații sunt necesare pentru proiectarea navelor spațiale și pentru pregătirea aterizărilor. În 1965, trei sateliți Pegas au fost plasați pe orbită de o rachetă Saturn I pentru a evalua pericolul reprezentat de micrometeoriți ; rezultatele vor fi utilizate pentru a dimensiona protecția vaselor Apollo. Sondele Ranger (1961–1965), după o lungă serie de eșecuri, au readus de la sfârșitul anului 1964, o serie de fotografii de bună calitate ale suprafeței lunare care au făcut posibilă identificarea locurilor potrivite pentru aterizare.
Programul Lunar Orbiter , compus din cinci sonde care sunt plasate pe orbită în jurul Lunii în 1966-1967, finalizează această lucrare: se realizează o acoperire fotografică de 99% din solul lunar, frecvența micrometeoritelor din suburbia lunară este determinată și se măsoară intensitatea radiației cosmice . De asemenea, programul face posibilă validarea funcționării rețelei de telemetrie . Măsurătorile luate indică faptul că câmpul gravitațional lunar este mult mai puțin omogen decât cel al Pământului, ceea ce face periculoase orbitele de joasă altitudine. Fenomenul, ulterior subestimat, va reduce la 10 km altitudinea orbitei LEM a Apollo 15 al cărui echipaj dormea, în timp ce limita de siguranță fusese stabilită la 15 km pentru a avea acces la o marjă suficientă în raport cu reliefurile. 2 iunie 1966, sonda Surveyor 1 face prima aterizare moale pe Lună, oferind informații valoroase și liniștitoare despre consistența solului lunar (solul este relativ ferm), ceea ce face posibilă dimensionarea trenului de aterizare al modulului lunar.
Racheta Saturn I (sau Saturn C-1 ) a fost proiectată când specificațiile pentru programul lunar nu erau încă fixate. Capacitatea sa de încărcare sa dovedit a fi prea mică chiar și pentru a îndeplini obiectivele primelor faze ale programului. Cu toate acestea, zece din cele douăsprezece rachete comandate au fost construite și lansate între27 octombrie 1961 si 30 iulie 1965, dintre care șase cu toate etajele. Nici una dintre componentele acestei rachete nu a fost refolosită în restul programului. După cinci zboruri dedicate dezvoltării rachetei (misiunile SA-1 , SA-2 , SA-3 , SA-4 , SA-5 ), Saturn I a fost folosit pentru a lansa două modele ale navei spațiale Apollo (misiunile SA-6 , SA-7 ) și plasează pe orbită trei sateliți Pegasus (misiunile A-103 (SA-9), A-104 (SA-8) și A-105 (SA-10)).
Zborurile rachetei Saturn IB au permis dezvoltarea celei de-a treia etape a rachetei Saturn V ( etapa IVB al cărei motor consuma hidrogen lichid ) și efectuarea primelor teste ale navei spațiale Apollo:
27 ianuarie 1967, în timp ce echipajul primului zbor pilotat Apollo 1 (inițial AS-204 ) care urma să decoleze o lună mai târziu a efectuat o repetiție la sol în condiții reale, a izbucnit un incendiu în nava spațială Apollo (CSM) în care sunt cei trei astronauți legat de paturile lor. Flăcările se dezlănțuie în atmosfera închisă compusă doar din oxigen. Virgil Grissom , Edward White și Roger Chaffee au murit înăbușite fără să poată deschide trapa al cărei mecanism complex nu permitea deschiderea rapidă. Nava întâmpinase numeroase probleme de reglare înainte de prăbușire. Izbucnirea incendiului va fi atribuită, fără a fi identificată clar, unui scurtcircuit din cauza unui fir electric gol. Ancheta relevă utilizarea a numeroase materiale inflamabile în cabină și o mulțime de neglijență în cablurile electrice și instalațiile sanitare. Izbucnirea și extinderea focului au fost favorizate de atmosfera de oxigen pur (lipsită de azot), prin urmare extrem de inflamabilă, o soluție care era deja cea a vaselor Mercur și Gemeni.
S-au făcut multe modificări pentru a face cabina navei mai rezistentă la foc. Trapa a fost modificată astfel încât să poată fi deschisă în mai puțin de zece secunde. O atmosferă de azot și oxigen a fost utilizată în timpul primei faze a zborului. Întregul program Apollo a fost supus unei revizuiri care a dus la modificarea multor componente. Cerințele de calitate și procedurile de testare au fost înăsprite. Întregul program a fost întârziat cu 21 de luni, crescând presiunea asupra echipelor: se apropia sfârșitul deceniului. Mai mult, toată lumea era îngrijorată de progresul programului sovietic, chiar dacă nu s-au scurs informații oficiale din Uniunea Sovietică.
Necazurile navei spațiale Apollo au permis programului de dezvoltare a rachetei gigant Saturn V să ajungă din urmă. Aceasta a întâmpinat într-adevăr multe probleme care afectează în special a doua etapă ( S-II, care este și astăzi cea mai mare etapă de hidrogen proiectată vreodată): excesul de greutate, fenomenele de vibrații ( efectul pogo ) etc.
Are loc doar primul zbor cu echipaj Octombrie 1968dar misiunile menite să valideze funcționarea diferitelor componente ale programului și să efectueze o repetiție aproape completă a unei misiuni lunare, se succed rapid. Patru misiuni pregătitoare au avut loc fără anomalii majore pe o perioadă de șapte luni.
Apollo 7 este prima misiune pilotată a programului Apollo . Scopul său estea valida modificările aduse navei spațiale după focul lui Apollo 1 (CMS Versiunea 2 ). O rachetă Saturn IB este utilizată deoarece modulul lunar nu face parte din expediție. În timpul șederii lor pe orbită, echipajul repetă manevrele care vor fi efectuate în timpul misiunilor lunare. După ce au părăsit orbita Pământului și au reintrat în atmosferă, capsula și echipajul ei au fost recuperați fără incidente în Atlantic. A fost prima misiune americană care a trimis o echipă de trei oameni în spațiu și a transmis filmări pentru televiziune. Racheta Saturn IB nu va mai fi folosită ca parte a programului de explorare lunară.Misiunea Apollo 8 este primul zbor cu echipaj care a părăsit orbita Pământului. În această etapă a programului, este o misiune riscantă, deoarece o defecțiune a motorului navei spațiale Apollo, deoarece a fost plasată pe orbita lunară sau când a fost injectată pe calea de întoarcere, ar fi putut fi fatală pentru echipaj, mai ales ca modulul lunar. a fost înlocuit cu un model. Însă directorii NASA se tem de o lovitură de stat de către sovietici la sfârșitul anului și decid să-și asume riscul. Astronauții fac în total zece revoluții în jurul Lunii. În timpul acestui zbor, ei fac multe fotografii ale Lunii, inclusiv prima răsărit a Pământului. Apollo 8 permite pentru prima dată unui om să observe direct „fața ascunsă” a Lunii. Una dintre sarcinile atribuite echipajului a fost efectuarea unei recunoașteri fotografice a suprafeței lunare, inclusiv a Mării Liniștite, unde Apollo 11 urma să aterizeze . Apollo 9 este primul test de zbor al tuturor echipamentelor planificate pentru o misiune lunară: rachete Saturn V , modul lunar și navă spațială Apollo. Pentru prima dată, navele spațiale Apollo (Gumdrop) și Lem (Spider) sunt numite, o mișcare menită să faciliteze comunicațiile cu solul atunci când ambele nave sunt echipate. Astronauții efectuează toate manevrele misiunii lunare în timp ce rămân pe orbita Pământului. Modulul lunar simulează o aterizare, apoi face prima întâlnire reală cu nava spațială Apollo. De asemenea, astronauții efectuează o plimbare spațială de 56 de minute pentru a simula transferul echipajului de la modulul lunar la nava spațială Apollo prin exterior (manevră de urgență implementată în cazul unei andocări nereușite între cele două nave). În plus, testează utilizarea modulului lunar ca „barcă de salvare” în așteptarea eșecului navei spațiale Apollo; este această procedurăcare va fi utilizatăsuccescătre echipajul de Apollo 13 .Oficialii NASA au considerat că această misiune este prima aterizare pe solul lunar, deoarece toate vehiculele și manevrele au fost testate fără a fi detectate probleme majore. Dar, în măsura în care sovieticii nu păreau să pregătească o misiune strălucitoare, au preferat să opteze pentru o ultimă repetiție cu și mai mult realism. La scurt timp după ce și-a părăsit orbita terestră joasă, nava spațială Apollo, poreclită „Charlie Brown”, a efectuat manevra de andocare la LEM. După separarea de a treia etapă a lui Saturn V , a făcut o rotație de 180 °, apoi și-a ancorat nasul în partea de sus a modulului lunar înainte de a-l extrage din carenaj. Odată ce trenul spațial plasat pe orbită în jurul Lunii, modulul lunar, poreclit „Snoopy”, a început coborârea spre solul lunar care a fost întrerupt la 15,6 km de la suprafață. După abandonarea etapei de coborâre, nu fără o anumită dificultate din cauza unei erori de procedură, LEM a făcut o întâlnire cu nava spațială Apollo. Misiunea a reprodus etapele principale ale zborului final, atât în spațiu, cât și la sol. Young era la comanda navei spațiale Apollo, în timp ce Stafford și Cernan ocupau modulul lunar.
Fișier audio | |
„Este un mic pas pentru [un] om, dar un salt uriaș pentru umanitate” (Neil Armstrong, Apollo 11 ) | |
Dificultate în utilizarea acestor suporturi? | |
---|---|
Următoarele șapte misiuni lansate între 1969 și 1972 au toate obiectivele de a ateriza un echipaj în diferite puncte de pe Lună, de interes geologic. Apollo 11 este prima misiune care a atins ținta stabilită de președintele Kennedy. Apollo 12 este o misiune fără istorie, spre deosebire de Apollo 13 care, în urma unei explozii în modulul de serviciu, se învecinează cu dezastrul și trebuie să renunțe la aterizarea pe Lună. NASA a modificat modelul efectuat de către modulul de misiune lunar de la al Apollo 15 pentru a satisface așteptările oamenilor de știință: ședere pe luna se extinde prin rezerve consumabile mai importante. Modulul lunar mai greu poartă roverul lunar, care crește raza de acțiune a astronauților în timpul ieșirilor lor.
21 iulie 1969, astronauții Neil Armstrong și Buzz Aldrin , după o aterizare plină de evenimente în Marea Linistii , fac primii pași pe Lună. Armstrong, care este primul care a ieșit din modulul lunar, rostește acum faimoasa sa frază „Este un mic pas pentru [un] om, [dar] un salt uriaș pentru umanitate” - „Acesta este un mic pas pentru [un] om ; un pas urias pentru omenire ". Obiectivul principal al misiunii a fost realizarea unei aterizări reușite. Echipajul a creat o versiune simplificată a stației științifice ALSEP și a pasajului spațial, pe parcursul cărora sunt colectate 21,7 kilograme de rocă și sol lunar , durează doar 2,5 ore . După un sejur de 21:38 pe solul lunar, modulul lunar a decolat fără probleme. La sosirea lor pe Pământ, echipajul și eșantioanele lunare sunt puse în carantină timp de 21 de zile pentru a evita posibila contaminare cu virusul extraterestru terestru, o procedură cerută de oamenii de știință care vor fi întrerupți începând cu Apollo 15 .La 32 de secunde după decolare, racheta Saturn V a fost lovită de fulgere, provocând o pierdere temporară a puterii electrice și a instrumentelor modulului de comandă, dar echipajul a reușit să repornească pe acesta din urmă și să continue misiunea. Modulul lunar aterizează cu precizie în Oceanul Furtunilor la 180 m de sonda spațială Surveyor 3 , părți din care vor fi readuse pe Pământ pentru a evalua impactul șederii lor prelungite pe solul lunar și în vid. Charles Conrad și Alan Bean au înființat o stație științifică automată ALSEP, efectuează observații geologice și fac noi fotografii ale Lunii și ale suprafeței sale. De asemenea, colectează 34,1 kg de probe din solul lunar. În timpul acestei șederi pe solul lunar de 31 de ore și 31 de minute , cei doi astronauți efectuează două excursii de un total de 7 ore 45 de minute parcurgând astfel 2 km pe jos și se îndepărtează până la 470 m din modulul lunar. S-au făcut multe îmbunătățiri în special în precizia aterizării în comparație cu misiunea Apollo 11 . Rezultatele sunt atât de pozitive încât există planuri de a trimite Apollo 13 într-o zonă mai accidentată. Misiunea a fost întreruptă în urma exploziei unui rezervor de oxigen lichid situat în modulul de serviciu Odiseea în timpul tranzitului de pe Pământ pe Lună, la 55 de ore și 54 de minute după zbor. CSM este practic defect, fără oxigen sau energie electrică. Astronauții nu îndrăznesc să-și folosească motorul pentru a manevra. Se refugiază în modulul lunar Vărsător , ale cărui resurse și motor le folosesc pentru manevre de corectare a traiectoriei care optimizează traiectoria de întoarcere pe Pământ. Din fericire, traiectoria de tranzit Pământ-Lună a fost calculată astfel încât, în absența unei manevre, trenul spațial să se poată întoarce pe Pământ după ce a înconjurat Luna. Astronauții reintră în nava spațială Odyssey imediat înainte de a ajunge pe Pământ, aruncă modulul lunar care a servit drept plută de salvare înainte de a intra din nou în atmosferă în siguranță. Explicația accidentului este determinată fără ambiguitate: în timpul golirii rezervorului de oxigen, cu cincisprezece zile înainte de decolare, învelișul firelor electrice care îl traversează s-au topit și au fost găsite complet goale. Când Jack Swigert a activat agitația intenționată a tancului, au izbucnit scântei și au declanșat explozia acestuia.Începutul tranzitului către Lună a fost marcat de un incident care aproape a întrerupt misiunea: echipajul a trebuit să o facă de cinci ori pentru a reuși să ancoreze modulul CSM în modulul lunar. Apollo 14 aterizează în regiunea accidentată Fra Mauro, care a fost ținta inițială a Apollo 13 . Unul dintre momentele definitorii ale misiunii are loc atunci când Alan Shepard , care este primul (și singurul) astronaut Mercury care merge pe lună, trage două mingi de golf folosind un club de contrabandă. Shepard și Edgar Mitchell au petrecut peste nouă ore în două ieșiri explorând o zonă în care NASA credea că va găsi unele dintre cele mai vechi roci. Au adus înapoi 42,9 kg de probe de rocă. Apollo 15 este prima misiunea transporta o mai greledatorită modulului lunar, printre altele, la optimizarea Saturn V lansator. Greutatea suplimentară este constituită în principal de roverul lunar și consumabilele (oxigen și energie electrică) de la bordul modulului lunar Apollo, care fac posibilă prelungirea șederii pe Lună de la 35 de ore la 67 de ore . David Scott și James Irwin petrec 2 zile și 18 ore pe solul lunar. În timpul celor trei plimbări spațiale, care durează în total 18 ore și 36 de minute , parcurg mai mult de 28,2 km lângă Muntele Hadley datorită roverului lunar . Dintre cele 76 de kg de roci colectate, astronauții găsesc ceea ce se crede că este o lentilă cristalină din scoarța lunară originală, veche de aproximativ 4,6 miliarde de ani. Un mic satelit care poartă trei experimente științifice este scăpat în timp ce CSM se află pe orbita în jurul Lunii. Worden se află pe o plimbare spațială de șaisprezece minute în spațiu, în timp ce nava spațială Apollo se află încă la 315.000 km de Pământ. La întoarcere, în timpul coborârii către uscat, una dintre cele trei parașute se aprinde fără a afecta echipajul. Apollo 16 este prima misiune care aterizează pe munții lunari. John Watts Young și Charles Duke petrec 20 de ore 14 minute pe Lună, organizând mai multe experimente, parcurgând 26,7 km folosind roverul lunar și colectând 95,4 kg de probe de rocă. Echipajul aruncă un mini-satelit destinat studierii particulelor și câmpului magnetic solar. Apollo 17 este ultima misiune pe Lună. Astronautul Eugene Cernan și însoțitorul său Harrison Schmitt , un geolog civil american, singurul astronaut științific din programul Apollo carea zburat, sunt ultimii bărbați care au mers pe Lună: petrec 22 h 05 min , călătorind datorită Jeep lunar 36 km în regiunea Munților Taur, lângă craterul Littrow. Echipajul este cel care aduce înapoi cele mai multe roci lunare (111 kg ) și efectuează cea mai lungă ieșire extra-vehiculară.Misiunea lunară |
An | Lansarea data |
Data aterizării pe lună |
Durata ieșirilor extra-vehiculare |
Data plecării lunii |
Data întoarcerii pe Pământ |
---|---|---|---|---|---|---|
Apollo 11 | 1969 | 16 iulie | 20 iulie | 2,5 ore (1 călătorie) | 21 iulie | 24 iulie |
Apollo 12 | 1969 | 14 noiembrie | 19 noiembrie | 7.75 ore (2 călătorii) | 20 noiembrie | 24 noiembrie |
Apollo 14 | 1971 | 31 ianuarie | 5 februarie | 9,3 ore (2 călătorii) | 6 februarie | 9 februarie |
Apollo 15 | 1971 | 26 iulie | 30 iulie | 19,1 ore (3 călătorii) | 2 august | 7 august |
Apollo 16 | 1972 | 16 aprilie | 21 aprilie | 20,25 ore (3 călătorii) | 24 aprilie | 27 aprilie |
Apollo 17 | 1972 | 7 decembrie | 11 decembrie | 22,1 ore (3 călătorii) | 14 decembrie | 19 decembrie |
NASA este îngrijorată din 1963 de urmărirea programului Apollo . În 1965, agenția a creat o structură atribuită misiunilor ulterioare celor deja planificate, grupate împreună sub numele Apollo Applications Program (AAP). NASA oferă mai multe tipuri de misiuni, inclusiv lansarea unei stații spațiale pe orbită , sejururi prelungite pe Lună folosind mai multe module noi derivate din LEM, o misiune pilotată pe Marte , survolarea lui Venus de către o misiune pilotată etc. Dar obiectivele științifice prea vagi nu reușesc să convingă Congresul american, cu atât mai puțin motivat de programele spațiale „post- Apollo ”. În plus, prioritățile Statelor Unite s-au schimbat: măsurile sociale puse în aplicare de președintele Lyndon Johnson ca parte a războiului său împotriva sărăciei ( Medicare și Medicaid ) și, în special, înrăutățirea conflictului vietnamez, iau o pondere tot mai mare din buget. Acesta din urmă nu alocă fonduri AAP pentru anii 1966 și 1967 . Bugetele au votat , ulterior , va finanța doar lansarea Skylab spațiu stația realizată folosind o a treia etapă a Saturn V , racheta .
În 1970, programul Apollo însuși a fost lovit de reduceri bugetare: ultima misiune planificată ( Apollo 20 ) a fost anulată, în timp ce zborurile rămase au fost eșalonate până în 1974. NASA a trebuit să se pregătească să se despartă de 50.000 de angajați și subcontractanți ( din 190.000 ) în timp ce a fost anunțată oprirea finală a producției rachetei Saturn V , care , prin urmare, nu a supraviețuit programului. Un proiect de misiune cu echipaj pe Marte (la un cost cuprins între trei și cinci ori cel al programului Apollo ) propus de un comitet de experți solicitat de noul președinte republican Richard Nixon nu primește nici sprijin în comunitatea științifică, nici în opinia publică și este respins de Congres fără dezbatere. La 20 septembrie 1970, oficialul NASA, care demisionase, a anunțat că constrângerile bugetare necesită eliminarea a două noi misiuni Apollo 18 și Apollo 19 .
Anularea misiunilor lasă trei rachete Saturn V nefolosite, dintre care una va lansa totuși stația spațială Skylab. Celelalte două sunt acum expuse la Johnson Space Center și Kennedy Space Center . Skylab spațiu stația este ocupat succesiv de trei echipaje lansate de Saturn IB rachete și folosind Apollo nave spațiale (1973) . O rachetă Saturn IB a fost utilizată pentru lansarea misiunii Apollo-Soyuz care transporta o navă spațială Apollo (1975) . Aceasta va fi ultima misiune de utilizare a echipamentelor dezvoltate ca parte a programului Apollo .
Obiectivul stabilit pentru programul Apollo de către președintele Kennedy în 1961 a fost îndeplinit dincolo de toate așteptările. Astronautica americană a reușit să dezvolte într-un timp record un lansator de putere inimaginabilă cu zece ani în urmă, stăpânind complet utilizarea hidrogenului pentru propulsia sa și realizează ceea ce părea, cu puțin timp înainte, să fie science fiction .: Adu omul la o altă stea. În ciuda saltului tehnologic, rata de succes a lansării rachetelor Saturn a fost de 100% și toate echipajele au fost readuse pe Pământ. În ochii întregii lumi, programul Apollo este o demonstrație magistrală a cunoștințelor americane și a superiorității sale asupra astronauticii sovietice, care în același timp acumulează eșecuri. Pentru mulți americani, această victorie demonstrează superioritatea societății americane, chiar dacă această credință în sistemul lor a fost puternic zdruncinată în același timp de amploarea protestului studențesc legat de războiul din Vietnam și de tulburările sociale care afectează în special minoritatea neagră în mare orașe legate de mișcarea pentru drepturile civile .
Programul Apollo , atunci când este lansat, răspunde la considerații de politică externă: arhitectura misiunilor și proiectarea vehiculelor sunt definite fără a vă face griji cu privire la relevanța și durabilitatea lor din punctul de vedere al cercetării științifice. Acest lucru este integrat în proiect târziu și cu mari dificultăți. Absorbiți de provocările tehnice care urmează să fie întâmpinate, NASA și MSC - acesta din urmă era deosebit de îngrijorat, deoarece era responsabil pentru proiectarea navelor spațiale cu echipaj și pentru formarea astronauților - este dificil să își aloce forțe pentru a ține cont de nevoile științifice. În cele din urmă, membrii NASA și oamenii de știință (aceștia fiind reprezentați în special de Academia Națională de Științe și Consiliul de Științe Spațiale) au bâjbâit mult timp pentru a dezvolta o metodă de lucru constructivă, fiecare dorind să se ocupe de gestionarea proiectelor. După lansarea primelor studii în 1962, Space Science Board a definit în vara anului 1965 punctele cheie care trebuie abordate în următorii cincisprezece ani în domeniul cercetării lunare. Acest document va servi ca specificații pentru proiectarea experimentelor științifice care urmează să fie puse în aplicare în timpul misiunilor Apollo .
Pentru a efectua cercetări științifice în domeniu, a fost mai bine ca oamenii de știință să fie pregătiți ca astronauți decât piloții - terenul de reproducere din care se extrasese până acum NASA - instruiți în geologie. În 1965, în ciuda reticenței unei părți din conducere, NASA a recrutat șase oameni de știință. Doar doi dintre ei erau piloți veterani, iar ceilalți au trebuit să se antreneze cu pilot de vânătoare. La începutul anului 1966, MSC, după ce a fost relansat de mai multe ori de către conducerea NASA, a înființat o structură destinată experimentelor științifice, făcând posibilă începerea procesului de dezvoltare a instrumentelor de la bord. Numai geologul Schmitt va avea ocazia să meargă pe Lună.
O cunoaștere rafinată a LuniiMisiunea lunară |
Masa raportată |
An |
---|---|---|
Apollo 11 | 22 kg | 1969 |
Apollo 12 | 34 kg | 1969 |
Luna 16 | 0,101 kg | 1970 |
Apollo 14 | 43 kg | 1971 |
Apollo 15 | 77 kg | 1971 |
Luna 20 | 0,055 kg | 1972 |
Apollo 16 | 95 kg | 1972 |
Apollo 17 | 111 kg | 1972 |
Luna 24 | 0.170 kg | 1976 |
Misiunile Apollo au făcut posibilă colectarea a 382 kg de roci lunare în șase regiuni diferite ale satelitului nostru (comparativ cu cele 336 de grame aduse înapoi pe Pământ de misiunile robotice sovietice ale programului Luna în același timp). Aceste roci au fost păstrate pentru prima dată într-o clădire special construită la Centrul Spațial din Houston, Laboratorul de recepție lunară, înlocuită din 1979 de instalația de laborator pentru probe lunare . O organizație este înființată pentru furnizarea de probe mici de rocă oamenilor de știință din întreaga lume care le solicită. Un institut dedicat științelor planetare, Institutul Lunar și Planetar , a fost creat în același timp la Houston pentru a facilita cooperarea internațională și a centraliza rezultatele studiilor efectuate. În plus, numeroase date științifice au fost colectate în timpul misiunilor: măsurători luate de astronauți în timpul șederii lor pe solul lunar, fotografii luate de pe orbita lunară, citiri luate de instrumente adăpostite într-unul din golfurile modulului de serviciu de la Apollo 15 misiune . În cele din urmă, stațiile științifice ALSEP, cuprinzând de la trei la opt instrumente și plasate pe solul lunar în timpul plimbărilor spațiale, și-au transmis măsurătorile către stațiile terestre până la epuizarea sursei lor de energie radioactivă în septembrie 1977. Laserele reflectorizante care făceau parte din ALSEP dar nu au nevoie de o sursă de energie, deoarece sunt complet pasive, sunt folosite și astăzi pentru a măsura variațiile de distanță dintre Pământ și Lună.
Împotriva tuturor așteptărilor, rocile lunare au revenit, deoarece observațiile și măsurătorile efectuate nu au făcut posibilă decizia între diferitele scenarii de formare a Lunii: produs al coliziunii dintre o stea rătăcitoare și Pământ (teza astăzi privilegiată) , captarea unei stele de către Pământ, formarea paralelă etc. Într-adevăr, interpretarea datelor dintr-un mediu extraterestru s-a dovedit a fi mult mai dificilă decât ceea ce și-au imaginat oamenii de știință, deoarece necesită, printre altele, un efort de cercetare interdisciplinar mare. Probele de roci colectate indică o geologie complexă, astfel încât oamenii de știință cred că Luna este, în această zonă, în mare parte neexplorată, în ciuda celor șase expediții Apollo . Datele colectate de cele patru seismometre au făcut posibilă schițarea unui model al structurii interne a Lunii: o crustă de 60 km grosime care depășește un strat omogen de o natură diferită grosime de 1000 km cu adâncime un miez semi-topit ( 1.500 ° C ) constituit fără îndoială din silicați . Altimetrul cu laser al Apollo 15 și 16 a confirmat că centrul de greutate al Lunii nu coincide cu centrul său geometric. Datele geologice și geochimice colectate au fost, pe de altă parte, mult mai dificil de interpretat și au permis să se tragă doar concluzii generale: probele reflectă o compoziție chimică diferită de cea a Pământului cu o proporție mai mică dintre cele mai volatile elemente și mai multe elemente radioactive decât media cosmică. Trei tipuri de roci par să predomine: bazaltele bogate în fier în mări, plagioclasele sau anortozitele bogate în aluminiu în zonele situate la altitudine și bazaltele bogate în uraniu și toriu cu concentrații mari de potasiu , pământuri rare și fosfor (bazalturi " KREEP " ). Dar pentru unii oameni de știință din această perioadă, aceste roci nu reflectă compoziția solului Lunii primordiale, fără îndoială îngropată de bombardamentul constant suferit de aceasta timp de câteva miliarde de ani.
Impactul programului Apollo și al programelor spațiale americane contemporane asupra dezvoltării tehnologice este indirect și se referă la domenii foarte specifice. Este dificil să distingem contribuția programului de cea a proiectelor militare ( rachetă balistică ) care o precedă sau o însoțesc. Dacă tehnologiile implicate pot fi identificate în mod clar, este mult mai puțin ușor să se măsoare cu precizie impactul programului spațial asupra progresului observat.
Industria metalurgică, care trebuie să îndeplinească cerințe deosebit de severe (reducerea greutății, absența defectelor) și constrângerile mediului spațial (vidul cauzând sublimarea metalelor, vibrații, căldură), creează noi tehnici de sudare, inclusiv sudarea prin explozie, pentru a obține piese impecabile . Utilizarea prelucrării chimice, care ar deveni ulterior un proces esențial pentru fabricarea componentelor electronice, este frecventă. Aliaje noi trebuiau dezvoltate și materiale compozite trebuiau utilizate . Instrumentele de măsurare instalate în nava spațială trebuiau să satisfacă cerințele de precizie, fiabilitate și viteză mult mai mari decât norma. Instrumentarea biomedicală s-a născut din necesitatea de a monitoriza starea de sănătate a astronauților în zbor. În cele din urmă, proiectele NASA din anii 1960 au făcut posibilă perfecționarea tehnicilor de calcul al fiabilității și dezvoltarea unui număr mare de tehnici de gestionare a proiectelor: PERT , WBS , gestionarea valorii câștigate , revizuirea tehnică, controlul calității .
Programul Apollo a contribuit la dezvoltarea informaticii: dezvoltarea programelor de navigație și pilotare pentru navele spațiale Apollo a văzut apariția împărțirii între hardware și software . Metodele de programare și testare au apărut, de asemenea, în parte din cerințele de fiabilitate și complexitatea software-ului dezvoltat pentru program. În cele din urmă, proiectul lansează utilizarea circuitelor integrate care au apărut în 1961. La începutul programului, NASA a cumpărat 60% din producția mondială pentru nevoile computerelor navei spațiale Apollo.
Programul Apollo, în ansamblu, a costat 288 miliarde USD (valoarea ajustată pentru inflație în 2019). O parte din acest cost este atribuibil programului Gemeni care a permis dezvoltarea tehnicilor de întâlnire spațială (34,8 miliarde USD) și diverselor misiuni robotice precum programul Surveyor (sondaj la sol, aterizare ...), programul Lunar Orbiter ( identificarea fotografică a locurilor de aterizare, cartografierea detaliată a Lunii, nereguli în câmpul gravitațional lunar etc.) etc. al cărui cost este estimat la 26,1 miliarde USD. Programul Apollo în sine este evaluat la 237,1 miliarde USD. Din această sumă, 60 miliarde USD au fost cheltuiți pentru dezvoltarea gigantului lansator Saturn V , 39 miliarde USD pentru proiectarea modulului de comandă și service Apollo și 23,4 miliarde USD pentru dezvoltarea modulului lunar Apollo . Balanța a fost utilizată pentru construirea infrastructurii, fabricarea diferitelor elemente (lansatoare, nave) și gestionarea misiunilor.
Spațiu vârstă începe în epoca de aur a unui american science fiction inspirat de realizările tehnice ale doilea război mondial și întruchipat de scriitori , cum ar fi Isaac Asimov , Robert Heinlein , Arthur C. Clarke . Lucrările lor întocmesc în imagini izbitoare și credibile, portretul unei civilizații terestre și mai ales americane care s-au răspândit pe planetele vecine sau pe stele. Inginerii precum viitorul proiectant al rachetei Saturn V Wernher von Braun (acesta din urmă prin contactele sale cu Walt Disney ) ajută, de asemenea, la popularizarea ideii de explorare a spațiului uman . Când este lansat programul Apollo , retorica subiacentă a literaturii spațiale de ficțiune (noua frontieră, cucerirea spațiului) răsună în discursul politicienilor și al agenției spațiale. Încurajat de NASA, reviste precum Life , televiziunea americană în continuă expansiune, transformă cursa spațială și programul Apollo în special, într-o telenovelă fără suflare, urmată cu pasiune de americani și în care astronauții sunt eroii. Filmul din 2001, A Space Odyssey , produs în strânsă colaborare cu specialiști în industria spațială și lansat în 1968, reflectă ideea pe care mulți o au despre un viitor spațial care pare acum la îndemână.
Pământul așa cum nu l-am mai văzut până acum ( Apollo 8 )Atunci când astronauții de Apollo 8 face călătoria inițială pe Lună, oferind milioane de telespectatori pentru prima dată posibilitatea de a vedea scufundări planeta lor în spațiu, ele sunt , probabil , susceptibile de a împărtăși sentimentul că inspiră poetul Archibald MacLeish acest text intitulat " Riders pământ împreună, frați în frigul etern " care a fost tipărit în ziua de Crăciun pe prima pagină a New York Times:
„ Pentru a vedea pământul așa cum este cu adevărat, mic albastru și frumos în acel etern tăcerea unde plutește este să ne vedem împreună ca călăreți pe pământ împreună, frați pe acea frumusețe strălucitoare în veșnic frați reci care știu acum că sunt cu adevărat frați » „Contemplează Pământul așa cum este cu adevărat, o mică bijuterie albastră plutind într-o liniște eternă, realizează că suntem pasageri solidari cu Pământul, frați pentru eternitate pe această frumusețe multicoloră în mijlocul frigului etern frați care acum își dau seama că sunt cu adevărat frați. ".Fotografiile Pământului, făcute din spațiul adânc de echipajele programului Apollo , vor izbi mintea tuturor în acel moment. Cel mai renumit dintre aceste fotografii este albastru Ball luate de astronauții de Apollo 17 . Alte fotografii, cum ar fi cele care prezintă un Pământ care se ridică deasupra solului lunar lipsit de culori sau cele care evidențiază subțirimea stratului atmosferic au ridicat conștientizarea unicității și naturii fragile a planetei noastre, nava spațială Pământ. Aceste imagini au contribuit fără îndoială la extinderea mișcărilor ecologice în deceniile următoare.
Primii pași pe Lună, un eveniment de referință și câteva voci discordante ( Apollo 11 )20 iulie 1969, 600 de milioane de telespectatori, sau o cincime din populația lumii de atunci, au asistat la primii pași ai lui Neil Armstrong și Buzz Aldrin în direct la televizor . În timp ce aproape toată lumea este de acord că acesta este un eveniment important, există totuși voci care se vor pronunța împotriva risipei de bani, cum ar fi unii reprezentanți ai comunității negre americane din epocă în frământări. Scriitor de science - fiction Ray Bradbury , care a participat la o dezbatere privind televiziunea în Londra , în timpul căreia a întâmpinat critici din, printre altele, irlandez activistului politic Bernadette Devlin , îi „După șase miliarde de ani de evolutie, noaptea trecută am făcut gravitația minciună. Am ajuns la stele ... și refuzați să sărbătoriți acest eveniment? La naiba cu tine ! " .
Cuvintele lui Neil Armstrong, „Este un mic pas ...” au fost imediat preluate și adaptate ca expresia „Dacă am putea trimite bărbați pe lună, atunci ar trebui să putem ...” a devenit o expresie de trecere. Dar interesul pentru programul spațial scade rapid. Progresul misiunii Apollo 12 , deși filmat în culori spre deosebire de Apollo 11 , a fost mult mai puțin urmărit. Comentariile foarte tehnice, dincolo de atingerea americanului mediu, absența răsucirilor au banalizat evenimentul. A fost accidentul lui Apollo 13 , care a înlocuit omul în inima misiunea de a revigora interesul public.
Documentare, filme și seriale legate de programul ApolloMai multe filme și numeroase documentare au luat ca subiect programul Apollo . Putem cita în special:
La începutul anilor 1970, pe măsură ce programul Apollo se apropia de sfârșit, unii factori de decizie politică au considerat oprirea zborurilor cu echipaj prea scumpe și cu beneficii limitate. Sfârșitul Războiului Rece și prăbușirea programului spațial sovietic au privat proiectul pilot american de o mare parte din justificarea sa. Dar Richard Nixon nu vrea să fie cel care a oprit misiunile cu echipaj la care încă se atașează o parte din prestigiu. Mai mult, dacă opinia publică și comunitatea științifică sunt de acord asupra necesității de a reduce bugetul spațial, în special dedicat zborurilor spațiale umane, președintele nu este insensibil la lobby-ul industriei și la considerațiile electorale: California, care concentrează o mare parte a locurilor de muncă ale astronautica - numărul angajat în industria aerospațială din California trece de la 455.000 la 370.000 de oameni între 1967 și 1970 - este o miză importantă pentru alegerile care vor urma. Parțial pentru a răspunde criticilor legate de costul programului Apollo , NASA și-a dezvoltat la acea vreme proiectul de navetă spațială care ar trebui să scadă semnificativ prețul kilogramului plasat pe orbită comparativ cu lansatoarele neutilizabile. Președintele Nixon dă undă verde programului navetei spațiale, dar ulterior va trebui să facă parte dintr-un buget spațial civil în continuă scădere: sumele alocate NASA scad treptat de la 1,7% din bugetul total al guvernului federal în 1970 la 0,7 % în 1986 , punctul său cel mai scăzut. Speranțele ridicate de naveta spațială vor fi distruse: se estimează în 2008 , în timp ce programul navetei se apropie de finalizare, că fiecare zbor al navetei spațiale americane revine la 1,5 miliarde de dolari prin integrarea costurilor de dezvoltare: cost comparativ cu cel al unui lansator convențional. Nici flexibilitatea operațională nu există: rata de lansare a atins 5% din cea planificată inițial.
Comunitatea științifică americană trage o evaluare negativă a programului Apollo . Beneficiile științifice ale programului sunt limitate în comparație cu sumele investite, iar partea din programul spațial dedicată științei ( sateliți științifici , sonde spațiale) a scăzut în timpul anilor Apollo . Fenomenul ar fi repetat în deceniile următoare, programele științifice ale NASA fiind în mod regulat victime fie ale depășirilor bugetare pentru programele spațiale cu echipaj, fie ale arbitrajului împotriva acestora. De asemenea, Academia Americană de Științe a cerut la acea dată ca activitatea spațială să fie reorientată pe teme științifice și aplicațiile sale în domeniul meteorologiei, agriculturii, hidrologiei, oceanografiei etc. De asemenea, se opune dezvoltării navetei spațiale. Astăzi, comunitatea științifică în ansamblu nu este încă în favoarea misiunilor echipate dincolo de orbita joasă: în 2004, în urma relansării misiunilor echipate pe Lună și Marte, comitetul responsabil pentru finanțarea „ astrofizicii din Societatea Americană de Fizică , a fost îngrijorat de cantitatea de fonduri monopolizate de acest tip de misiune către obiective slab definite în detrimentul proiectelor precum telescoapele spațiale, care își dovediseră în mare măsură interesul științific.
După progresul orbitor din anii 1960, al cărui aterizare lunară a fost punctul culminant , zborul spațial pilotat, contrar tuturor previziunilor timpului, a căzut înapoi în următorii cincizeci de ani pe orbita terestră joasă. Astronautul Gene Cernan , în lucrarea sa autobiografia publicată în 1999, a scris: „Este ca și în cazul în care programul Apollo a fost născut înainte de timpul său, ca și în cazul în care președintele Kennedy a căutat un deceniu în inima XXI - lea secol și aceasta a reușit să introducându - l la începutul anilor ’60 ”. Pentru istoricul american JR McNeill, aventura programului Apollo și a explorării spațiale în general ar putea fi o cale mortă condamnată să devină în viitor o simplă notă de subsol în istoria civilizației, cu excepția cazului în care descoperirile nu îi revigorează interesul sau că o rasă pentru că prestigiul între națiuni cu mijloace financiare suficiente reaprinde.
În momentul aterizării pe Lună, exista o mică minoritate de necredincioși care aderau la teza păcălelii lunare (înșelăciunea lunară) , în principal în Statele Unite în cele mai defavorizate clase sociale, întrerupte de toate cunoștințele științifice și minoritățile. În anii 1970, audiența sa extins când un climat de neîncredere față de instituții s-a instalat printre mulți americani în urma scandalului Watergate și a războiului din Vietnam : această perioadă, simbolizată în mass-media de filmul Cele trei zile ale condorului , a fost aceea că este împușcat Capricorn One (1978) care spune povestea unei aterizări false pe Marte organizată de NASA. În 2001, emisiunea „Teoria Conspirației: Am aterizat pe Lună?” », Bazat pe mărturii pseudo științifice și difuzat pe canalul de televiziune Fox , întâlnește succesul audienței, care mărturisește mai ales lipsa culturii științifice în rândul ascultătorilor săi. În ciuda inconsistențelor sale evidente, teoria aterizării false pe Lună continuă să găsească susținători din motivele deja menționate, dar fără îndoială și pentru că evenimentul este atât de îndepărtat de orice experiență personală, încât pentru mulți dă un sentiment de irealitate. .
Stagnarea programului spațial american echipat după succesele programului Apollo stârnește un sentiment intens de frustrare în rândul multor entuziaști ai astronauticii. Chiar în momentul în care programul Apollo sa oprit la sfârșitul anilor 1960, asociațiile s-au născut militante pentru un ambițios program spațial echipat, care extinde efortul spațial început. Potrivit TE Dark, apariția acestor mișcări trebuie văzută în raport cu criza suferită la sfârșitul anilor 1960 de ideea de progres, o credință în centrul societății americane. Apariția mișcării ecologice, un scepticism emergent față de beneficiile creșterii economice și teama unui declin cultural american explică în principal această criză. Promovarea programului spațial a fost o modalitate de a reînvia ideea de progres într-o altă formă.
Cea mai faimoasă asociație de atunci, Societatea L5 , a susținut colonizarea spațiului prin crearea de habitate spațiale gigantice în punctul Lagrange L5. Primește atenția Congresului Statelor Unite, precum și a NASA. Dar conceptul de habitate spațiale gigantice nu va trece niciodată dincolo de stadiul studiului teoretic, deoarece necesită lansarea unui milion de tone pe orbită în jurul Pământului în șase sau zece ani, un obiectiv care ar putea fi atins doar dacă costul punerii pe orbită a fost a scăzut la 55 USD pe kg, așa cum se prevede în studiul realizat de Gerard K. O'Neill și NASA în 1975-1977. Societatea L5 a dispărut în 1987, victima deziluziilor născute din criza energetică și a eșecurilor navetei spațiale americane. În 1998 , a fost fondată Societatea Marte , care militează pentru colonizarea lui Marte . Creatorul său, Robert Zubrin , scrie câteva cărți bine documentate despre mijloacele de îndeplinire a unei misiuni cu echipaj pe Marte. Societatea Planetară este o asociație mai veche, născută în 1980, al cărei cel mai cunoscut fondator este Carl Sagan , care are rădăcini internaționale și are peste 100.000 de membri. Mai realistă, ea militează mai presus de toate pentru explorarea sistemului solar, dar în același timp i-a adus sprijinul pentru programul de misiune pilotată către „planeta roșie” a Societății Marte.
De la misiunea pilotată Apollo 17 din 1972, niciun astronaut nu s-a deplasat mai mult de câteva sute de kilometri de Pământ. 20 iulie 1989Pentru 20 - lea aniversarea aterizării lui Apollo 11 , The președintele Statelor Unite , George HW Bush a lansat un program de spațiu ambițios de peste 30 de ani , The Inițiativa de explorare spațială (SEI), care ar trebui să permită instalarea unei baze permanente pe Lună . Dar costul său, lipsa de sprijin în opinia publică și reticența puternică a Congresului deraiază proiectul. În 2004, fiul său, președintele George W. Bush , a făcut publice obiectivele pe termen lung pe care dorea să le atribuie programului spațial american după ce accidentul navei spațiale Columbia a lăsat laolaltă o flotă de navete spațiale în vârstă și că soarta stația spațială internațională , care se apropie de finalizare, este în suspensie. Proiectul prezidențial Vision for Space Exploration dorește să readucă oamenii în centrul explorării spațiale: întoarcerea astronauților pe Lună este programată înainte de 2020 pentru o serie de misiuni menite să se pregătească pentru o posibilă prezență permanentă a oamenilor pe planetă. sol și să dezvolte materialul necesar pentru viitoarele misiuni cu echipaj pe Marte stabilite la o dată mult mai târziu. De data aceasta, atât opinia publică, cât și Congresul sunt în favoarea proiectului: programul Constelație este apoi creat de NASA pentru a îndeplini așteptările prezidențiale. Acesta prevede construirea a două tipuri de lansatoare Ares I și Ares V, precum și, în mod similar cu programul Apollo , două nave spațiale pilotate Altair și Orion . NASA adaptează motoarele de rachetă dezvoltate pentru racheta Saturn V , propulsorii de rachete pentru naveta spațială și numeroase instalații terestre care datează din zilele programului Apollo . Dar programul rămâne în urmă și se confruntă cu o problemă de finanțare care, conform planurilor inițiale, ar trebui realizată fără o creștere substanțială a bugetului general al NASA. După învestirea sa în funcție, președintele american Barack Obama are programul Constelație evaluat de Comisia Augustine , creat în acest scop pe7 mai 2009. Aceasta concluzionează că lipsesc trei miliarde de dolari pe an pentru a atinge obiectivele stabilite, dar confirmă interesul unei a doua explorări umane a Lunii ca un pas intermediar înainte de o misiune echipată pe Marte . startfebruarie 2010, Președintele Obama anunță anularea programului Constelație , care este confirmată ulterior.
În anii 2000 și chiar mai accentuat în anii 2010, explorarea Lunii a devenit un obiectiv pentru numeroase agenții spațiale ( China , India , Japonia , Coreea de Sud ) care au debutat acolo în domeniul explorării robotizate a sistemului solar. La rândul său, NASA, care caută o continuare a Stației Spațiale Internaționale , a decis în aprilie 2017 să construiască o stație spațială care să fie plasată pe orbita lunară și care a fost numită Deep Space Gateway . Într-o primă fază a acestui program, echipajele ar trebui să ocupe stația din 2025 pentru a învăța să trăiască și să lucreze pe orbita lunară, înainte de a fi depuse pe suprafața lunară în jurul anului 2028, preambul la trimiterea ulterioară a misiunilor pe Marte.
În aprilie 2019, cu câteva luni înainte de a cincizecea aniversare a misiunii Apollo 11 , președintele american Donald Trump a cerut NASA să studieze îndepărtarea unui prim echipaj pe suprafața Lunii din 2024, adică cu patru ani înainte de termenul limită. . Locul de aterizare ar fi situat în apropierea polului sud lunar, deoarece nu numai că constituie un obiectiv științific important, dar conține și stocuri de apă care ar putea fi exploatate pentru a optimiza șederile pe Lună. La jumătatea lunii mai 2019, o sumă suplimentară de 1,6 miliarde de dolari este eliberată în anul bugetar 2020 pentru programul lunar, care este numit cu această ocazie Program Artemis .
Racheta Saturn V își scoate încet 3.000 de tone la decolare, o consecință a unui raport greutate / împingere apropiat de 1 (misiunea Apollo 15 ).
Schmitt și Cernan (misiunea Apollo 17 ) cântă împreună, apoi demonstrează mersul în stil cangur.
O mică demonstrație a unui rover lunar (viteză maximă aproximativ 15 km / h ), în timpul misiunii Apollo 16 .
Scoateți modulul lunar Apollo 17 filmat din solul lunar de camera roverului. Modulul urcă vertical apoi (spre sfârșitul videoclipului) ia o cale aproape paralelă cu solul.