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Le miracle Explorer

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

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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
 

La tour de lancement détruite en même temps qu'une grande partie des installations de surface, il fallait tout refaire. Jupiter-C (nom de code Missile 29), sortit de son hangar et de la naphtaline, fut acheminée au complexe 26 de Cap Canaveral et dressée sur son socle de départ. Gordon Harris, porte-parole officiel de la base, reçut l'ordre de rédiger un communiqué de presse mais d'attendre avant de le publier. La date du lancement fut fixée au mercredi 29 janvier 1958 et le personnel se mit fiévreusement au travail.

Installation du satellite Explorer sur sa fusée porteuse. Crédit Nasa

Von Braun arriva au Cap le 28, mais le Général John Bruce Medaris, commandant la Army Ballistic Missile Agency appartenant au DoD (Department of Defense, l'équivalent de notre ministère de la Défense), lui ordonna de se rendre immédiatement à l'Académie Nationale des Sciences de Washington pour donner la conférence de presse officielle d'après-lancement. En réalité, le militaire était convaincu de l'échec de la mission et préférait en rejeter les responsabilités sur un civil plutôt que sur l'Armée... Von Braun tenta bien de discuter, mais en vain.

Wernher von Braun. Crédit Nasa

A la veille du lancement, les techniciens reçurent de mauvaises nouvelles. Les ballons-sondes révélaient qu'une couche d'air de haute altitude se déplaçait vers le sud à plus de 320 km/heure, plus qu'il n'en fallait pour mettre la fusée en pièces durant son ascension. Le lancement fut ajourné.

Le 29 passa, puis le 30. Von Braun avait décidé de ne pas laisser travailler les équipes le week-end afin de ne pas les fatiguer outre mesure et ainsi encourir plus de risques, aussi le vendredi 31 janvier était-il la date limite.

Le service de météorologie était dirigé par le Général Major Donald Yates, aussi commandant de la base et qui avait été en charge des prévisions pour Eisenhower lors du débarquement en Normandie. Il restait pessimiste, mais un de ses jeunes lieutenants d'aviation lui prédit que les vents faibliraient durant la nuit du 30. Les données furent introduites sans trop de conviction dans un ordinateur à Huntsville, et le lancement programmé pour la nuit du 31, si toutefois les prévisions s'avéraient exactes.

Le lendemain matin, les ballons-sondes rendaient leur diagnostic : le vent avait faibli. Les préparatifs reprirent de plus belle. Quelques incidents faillirent bien gâcher la journée : un radar tomba en panne, une fuite de carburant se déclara, mais tout put être réparé rapidement. Finalement la grue se retira et le lanceur apparut dans toute sa splendeur sous les feux éblouissants des projecteurs, surmonté d'un mince cylindre de 13,97 kg : le satellite, à l'air libre.

A moins douze minutes, la structure supérieure de la fusée, qui supportait la charge utile, se mit à tourner sur elle-même afin de stabiliser l'engin lors de sa mise en orbite. Les moteurs d'attitude restaient à inventer. Et le décompte se poursuivit sans le moindre incident.

« Commande de mise à feu... Etage principal... Feu ! » La base de la fusée s'embrasa, le lanceur s'éleva lentement, prit de la vitesse et s'enfonça dans l'espace.

Mise à feu de la Jupiter-C emmenant le premier Explorer. Crédit Nasa

Ernst Stuhlinger, scientifique principal et numéro trois de l'équipe de von Braun (décédé le 25 mai 2008 à lâge de 94 ans), n'avait pas le temps d'admirer le spectacle. Armé d'une règle à calcul conçue par lui, il contrôlait les données qui lui étaient communiquées depuis le blockhaus tandis que Jupiter grimpait au-dessus de l'Atlantique et atteignait la limite de l'atmosphère. Lorsque le premier étage se sépara, il dut déterminer l'instant exact où il devrait mettre à feu, par commande manuelle radio, les moteurs du deuxième étage. Les deux suivants, hors de portée, s'allumeraient automatiquement. Gordon Harris, lui, était dans le blockhaus. On lui avait intimé l'ordre de parler lentement et clairement en commentant la mission aux journalistes par téléphone. Il eut bien du mal à respecter ces instructions...

Tout sembla se passer normalement. Les premières stations de repérage avaient bien détecté le satellite, mais leurs données étaient trop imprécises pour en connaître la trajectoire, et surtout si l'orbite était atteinte. Il existait une possibilité pour que sa vitesse soit insuffisante et qu'il retombe sur Terre avant d'en avoir bouclé le tour.

A Washington, le Président attendait pour annoncer officiellement la nouvelle. La fusée avait du retard. Une conférence de presse s'ouvrit à minuit au Patrick Air Force Base Post Theater, où les scientifiques annoncèrent aux journalistes tout ce qu'ils savaient : « l'expérience se déroulait de manière satisfaisante, mais il n'y avait aucune confirmation de la mise sur orbite ». Puis quelqu'un passa discrètement un bout de papier à Medaris. Tout le poids du monde sembla brusquement quitter ses épaules et il lut, rayonnant : « Goldstone a localisé l'oiseau ».

La station de Goldstone, en Californie, venait ainsi de confirmer que le satellite était revenu à son point de départ au-dessus du territoire américain : la boucle était bouclée, l'orbite était atteinte. Elle fut évaluée à 358 x 2.550 km. L'"oiseau" fut immédiatement baptisé Explorer 1.

Explorer 1 (maquette au musée de l'Air et de l'Espace, à Washington)

Une moisson scientifique impressionnante

La charge utile d'Explorer 1 avait été confiée au Docteur William H. Pickering, de l'Iowa's Cosmic Ray Laboratory. Son principal instrument était un tube Geiger-Müller Anton 314 omnidirectionnel, conçu par le Docteur George Ludwig de l'Iowa's Cosmic Ray Laboratory, pour détecter les rayons cosmiques (d'une énergie E > 30 MeV pour les protons et E > 3 MeV pour les électrons).

On pensa tout d'abord que l'appareil fonctionnait mal et que l'expérience scientifique était un échec. Il enregistrait quelquefois le rayonnement attendu (+/- 30 particules par seconde), mais à certains moments, aucune particule n'était détectée. Le professeur Van Allen, de l'Université de l'Iowa, remarqua que le compteur tombait systématiquement à zéro aux altitudes supérieures à 2.000 kilomètres au-dessus de l'Amérique du Sud, alors qu'il enregistrait des particules à 500 km d'altitude comme prévu. Il fallut attendre Explorer 3, lancé le 26 mars suivant (le lancement d'Explorer 2 avait échoué précédemment) pour comprendre que si le détecteur se taisait au-dessus de 2.000 km, c'était parce qu'il était saturé par un rayonnement trop intense. Van Allen en déduisit l'existence d'une ceinture de particules énergétiques piégées par le champ magnétique terrestre, aujourd'hui connue sous le nom de Ceinture de Van Allen. Cette découverte majeure allait conditionner tout le programme spatial américain, et même la recherche scientifique du monde entier.

James Alfred Van Allen. Crédit Nasa

Le satellite comprenait aussi deux détecteurs de micrométéorites, qui enregistrèrent 145 impacts en onze jours de fonctionnement, jusqu'à épuisement de l'alimentation électrique assurée par des batteries au mercure qui représentaient approximativement 40 % de la masse de charge utile.