Sciences

La Lune en approche

Dossier - Nasa : 50 ans de conquête spatiale
DossierClassé sous :Astronautique , Nasa , cinquantième anniversaire de la Nasa

-

La Nasa, née le 29 juillet 1958, fête ses cinquante années d’existence. Après avoir retracé sa genèse depuis les pères fondateurs de l’Astronautique, nous nous attarderons sur quelques-unes des missions les plus marquantes de ses débuts, jusqu’au premier débarquement sur la Lune qui marqua à la fois la fin d’une grande aventure humaine et le commencement d’une autre, encore plus ambitieuse.

  
DossiersNasa : 50 ans de conquête spatiale
 

Il n'est évidemment pas question de détailler ici l'ensemble du programme lunaire américain, ce qui permettrait de remplir quelques encyclopédies... Passons simplement en revue les évènements les plus marquants de l'aventure spatiale.

Programme Ranger

Le programme Ranger originel prévoyait cinq sondes automatiques destinées à s'écraser sur la surface de notre satellite en transmettant le maximum de photographies rapprochées avant l'impact. Il s'agissait de la première approche de la Nasa dans le cadre de l'envoi futur d'un homme sur la Lune.

D'une masse de 305 kg, équipées de caméras et de deux émetteurs travaillant sur la fréquence de 960 MhZ avec une puissance de 0,25 et 3 watts alimentés par deux panneaux solaires, elles étaient lancées depuis Cap Canaveral par une fusée Atlas équipée d'un étage accélérateur Agena B.

Ranger 1 et 2 échouèrent les 23 août et 18 novembre 1961, à cause d'une défaillance du lanceur.

Ranger 1 en voie d'assemblage. Crédit JPL

L'architecture de l'ensemble fut revue, et la sonde fut coiffée d'un module sphérique de 27,5 cm de diamètre composée d'une coque en balsa (c'est la seule fois, à notre connaissance, où le bois fut employé pour réaliser un vaisseau spatial) munie d'une rétrofusée. Cet élément devait se séparer peu avant l'impact et percuter la Lune à vitesse réduite, sa structure lui permettant théoriquement de résister à une force de décélération de 20.000 g. Six batteries AgCd devaient lui assurer une autonomie de 30 jours à la surface de notre satellite.

L'équipement de cette capsule était on ne peut plus ambitieux. Il comprenait une caméra à tube Vidicon (capable de saisir une image toutes les 10 secondes), un spectromètre en rayons gamma, un altimètre radar pour la descente et un sismomètre, ainsi que tout l'équipement de télémétrie nécessaire pour renseigner les techniciens au sol sur l'état de la sonde et la température interne via deux émetteurs de 3 W et 50 mW. L'ensemble de Ranger atteignait maintenant 340 kg.

Lancée le 26 janvier 1962, Ranger 3 rata sa cible et se retrouva inutilement en orbite solaire, une correction de trajectoire n'ayant pu être commandée suite à la défaillance du système de contrôle d'attitude qui avait entraîné un désalignement de son antenne directionnelle. Lorsque les techniciens ont réussi à corriger l'orientation, il était malheureusement trop tard.

Ranger 3 surmonté de sa balise. Crédit JPL

Après un lancement parfait le 23 avril 1962, Ranger 4 percuta la Lune comme prévu le 26 à une vitesse de 9617 km/h, devenant le premier objet américain à toucher notre satellite. Mais une défaillance interne empêcha la sonde de transmettre la moindre photographie de la surface et la balise ne s'éjecta pas.

Enfin Ranger 5, lancée le 18 octobre 1962, manqua la Lune de 725 km sans qu'une correction de trajectoire ne fût possible, sa vitesse de départ depuis la Terre ayant été trop rapide suite à un mauvais fonctionnement de l'étage Agena B qui ne s'était pas arrêté à l'instant voulu. La sonde accumula en outre les incidents techniques, un mauvais positionnement empêcha les panneaux solaires de recharger correctement les batteries et le contact fut perdu.

Le 29 octobre de la même année, la Nasa décidait que le programme, jugé trop ambitieux, devait à nouveau être revu. La série des 5 appareils étant épuisée, la construction de 4 nouvelles sondes fut décidée. La conception en fut simplifiée et la capsule abandonnée. L'accent serait désormais porté sur la transmission d'images de télévision. 12 moteurs assureraient le contrôle d'attitude, assistés par 3 gyroscopes et 6 senseurs solaires (dont 3 en redondance). La puissance des émetteurs de télévision était portée à 60 watts. L'engin accusait maintenant 362 kg.

Lancé le 30 janvier 1964, Ranger 6 s'écrasa dans la Mer de la Tranquillité (celle d'Apollo 11...) le 2 février. Mais aucune image ne fut prise par les caméras, un court-circuit les ayant mises hors course au moment de la séparation de la sonde de sa fusée porteuse.

Le succès, enfin !

Le 28 juillet 1964, Ranger 7 s'élançait dans le ciel azur de Cap Canaveral. Le lanceur Atlas Agena B insérait sa précieuse charge sur une orbite de parking à 192 km de la Terre, et au bout de 90 minutes, le moteur Agena se rallumait, accélérant l'engin en direction de la Lune avant de se séparer. Le 31 juillet à 12 h 50 TU, les émetteurs embarqués se mettaient en route et rassuraient - enfin - les techniciens sur leur parfait fonctionnement.

A 13 h 08, la première image de la surface de notre satellite éclairait les écrans du centre de contrôle de Houston. Commençait alors le plus impressionnant zoom de l'Histoire.

Durant 17 minutes, 4.308 photographies de plus en plus rapprochées impressionnèrent le monde entier, les images était retransmises en direct à la télévision. La toute dernière montrait des détails de 50 centimètres, puis Ranger 7 se tut définitivement après avoir percuté le sol sans la moindre possibilité de freinage par 10°35 de latitude Sud et 339°42 de longitude Est à une vitesse de 2,35 km/seconde.

Les deux dernières images de Ranger 7, prises depuis 1.070 et 519 mètres de la surface, 0,39 et 0,19 seconde avant l'impact. Crédit Nasa

Les deux dernières sondes confirmeront ce succès. Lancées les 17 février et 21 mars 1965, Ranger 8 et 9 prendront respectivement 7137 et 5814 photographies à bout portant de la Lune, achevant ainsi un des programmes les plus ambitieux de la Nasa.

Les Surveyor

Premier programme américain d'atterrissage en douceur sur la Lune, Surveyor avait pour but de préparer l'envoi d'hommes et de recueillir un maximum de renseignements sur l'environnement lunaire ainsi que la consistance de son sol.

Excepté les caméras de télévision, ces sondes n'emportaient aucun matériel scientifique. Toutefois, les données qu'elles permettèrent d'accumuler se révélèrent inestimables pour la poursuite du programme spatial.

Surveyor 3 sur la Lune, visitée par les astronautes d'Apollo 12 un peu plus tard (ici Pete Conrad)... Crédit Nasa

D'une masse de 292 kg au décollage, Surveyor 1 prit le départ de Cap Canaveral le 30 mai 1966 sous la coiffe d'une fusée Atlas-Centaur. La Lune était visée directement, aucune orbite de parking n'étant programmée. Le 2 juin 1966, les moteurs furent mis en route alors que la sonde approchait de l'Océan des Tempêtes. Un capteur les coupa automatiquement à 3,6 mètres de la surface, puis Surveyor tomba librement de cette distance. Quelques minutes plus tard, la caméra entrait en action.

Celle-ci était composée d'un tube Vidicon équipé de deux objectifs interchangeables, de 25 et 100 mm de focale et travaillant en 200 et 600 lignes. Pointées à la verticale, elles observaient la surface via un miroir mobile inclinable. 11.150 photographies furent prises et transmises.

Le programme ne connut que deux échecs (Surveyor 2 et 4), tandis que Surveyor 3, 5, 6 et 7 retransmirent plusieurs dizaines de milliers de vues de la surface lunaire.