17 décembre 2015

 

Il y a 50 ans : Gemini 6 et 7, premier rendez-vous spatial de l'Histoire

 
Il y a 50 ans se terminait la double mission Gemini 6 - Gemini 7, qui voyait se réaliser le premier rendez-vous de l'Espace. Mais ce ne fut pas sans difficulté, et un drame fut évité...

Le 25 octobre 1965, l'euphorie règne à Cap Canaveral. Pour la première fois, un rendez-vous spatial va être tenté en orbite, entre l'équipage du vaisseau Gemini 6 et un étage de fusée qui servira de cible. Une étape d'importance vitale dans la préparation de la conquête de la Lune, qui exigera ce type de manœuvre dans son accomplissement.

 

Walter Schirra et Thomas Stafford (Gemini 6)

A 10 heures, alors que sur le pad 19, les astronautes Walter Schirra et Thomas Stafford avaient pris place dans leur vaisseau au sommet du lanceur Titan II depuis 15 minutes et entamaient le compte à rebours, une fusée Atlas SLV-3 était mise à feu sur le pad 14 voisin. Celle-ci emmenait un étage Agena modifié et inhabité, qui devait servir de cible et auquel Gemini 6 devait venir s'arrimer quelques heures plus tard.

Mais rien ne se passa comme prévu. Si l'ascension d'Atlas-Agena sembla parfaite, la télémétrie indiqua quelques minutes plus tard que la fusée se mettait à osciller et que les moteurs d'orientation luttaient pour maintenir l'engin sur la bonne trajectoire, mais que la soupape du moteur principal était toujours ouverte, signe qu'il fonctionnait toujours et que le vol se poursuivait en direction de l'orbite.

Ce fut cependant la dernière bonne nouvelle, car il apparut qu'en fait les radars de poursuite traquaient en réalité ce qui semblait être cinq fragments importants qui perdaient rapidement de la vitesse. Atlas-Agena venait d'exploser en vol. La confirmation en fut apportée une dizaine de minutes plus tard, lorsque les stations de contrôle alignées le long de la trajectoire de lancement rapportèrent ne recevoir aucun signal du lanceur.

Au sol, c'était la consternation. L'objet principal de la mission de rendez-vous ayant disparu, le compte à rebours de Gemini 6 fut interrompu et le lancement annulé.

Mission conjointe

Dans l'ambiance de la guerre froide et craignant que les Soviétiques ne réalisent l'exploit lunaire avant les Américains, il n'était pourtant pas question de laisser ce contretemps ralentir le programme Gemini, dernière étape avant Apollo. Le premier rendez-vous spatial avait été manqué ? Qu'à cela ne tienne ! La mission suivante, Gemini 7, était programmée pour deux mois plus tard, elle aurait lieu. Et pourquoi ne pas la faire coïncider avec Gemini 6, afin de réaliser un rendez-vous entre deux vaisseaux habités, bien plus spectaculaire ?
 

Frank Borman et Jim Lovell (Gemini 7)

Un bémol cependant : les vaisseaux Gemini étaient équipés d'une pièce d'amarrage mâle ne pouvant s'accoupler qu'avec un dispositif femelle dont seule l'Agena était porteuse. Bien que l'adaptation d'un cône gonflable servant de pièce d'amarrage sur un des deux vaisseaux fut proposée, l'idée fut rapidement repoussée, car trop longue à mettre en oeuvre.

Pendant trois jours, les techniciens de la Nasa examinèrent les problèmes redoutables provoqués par un double lancement à intervalle très rapproché. La mission Gemini 7, inscrite dans la suite du programme restait prioritaire. Sa durée prévue, 14 jours, constituait cependant une chance car elle laissait ce laps de temps pour remettre la base en état et ériger la fusée Titan porteuse de Gemini 6. Mais cela n'avait jamais été réalisé dans un délai aussi court, et les responsables du programme regrettèrent certainement le refus de la proposition qu'ils avaient émise jadis de doubler cette aire de lancement par sécurité…

Une des principales difficultés consistait à retirer le lanceur de Gemini et le remplacer par celui de Gemini 7. Aujourd'hui, une telle manœuvre ne présenterait pas de difficulté particulière. Mais à l'époque, la fusée Titan parvenait à son aire de lancement en position horizontale, avant d'être dressée à la verticale et conditionnée en préparation au vol. Et le constructeur déconseillait formellement une remise à l'horizontale sous peine de détériorer certains éléments.

N'étant pas installée sur une plate-forme mobile comme cela allait être ensuite la règle pour la plupart des lanceurs américains (entre autres), la fusée devrait obligatoirement être déplacée à la verticale, problème particulièrement épineux. La solution qui fut la plus sérieusement envisagée était de la soulever et la transporter au moyen d'une grue volante Sikorski et de la déposer ensuite dans un endroit où elle pourrait être entreposée. Mais il se révéla bien vite que la pose de pièces d'ancrage serait tout aussi hasardeuse… Et finalement, ce fut l'option risquée d'un transport à l'horizontale qui fut décidé, entouré d'infinies précautions.
 

 
Le lanceur Titan est conduit sur son aire de lancement à l'horizontale, avant d'être positionné à la verticale. Cette image à expositions multiples montre toute la séquence jusqu'au décollage. Crédit : Nasa.
 
Parallèlement à cela, les deux équipages d'astronautes, toujours constitués de Schirra et Stafford pour Gemini 6, ainsi que de Frank Borman et Jim Lovell pour Gemini 7, se virent modifier leur plan de vol pour cette mission exceptionnelle. Si aucun amarrage n'était possible, pourquoi ne pas profiter de l'évènement pour réaliser une double sortie extravéhiculaire, et échanger entre eux un des membres de chaque équipage ? Stafford proposa ainsi de changer de place avec Lovell. Parti à bord de Gemini 6, il reviendrait donc sur Terre avec Gemini 7, tandis que Lovell passerait de Gemini 7 à Gemini 6. Mais la mission de Gemini 6 était bien plus courte, 1 journée au lieu de 14 jours en orbite, et Lovell, qui voyait ainsi s'échapper son record de durée s'il quittait son vaisseau – le plus long vol spatial jamais réalisé à l'époque – refusa formellement la proposition. Plusieurs adaptations du programme furent cependant adoptées, dont celle de circulariser l'orbite de Gemini 7 (une orbite elliptique était prévue au départ) afin de simuler une cible Agena et faciliter la manœuvre de rendez-vous de Gemini 6.

Le plan de vol étant définitivement établi, les techniciens pensaient les difficultés passées. Il n'en n'était rien…

Départ de Gemini 7

Le 4 décembre 1967 à 19 heures 30 et 3 secondes TU, Gemini 7 s'envolait depuis Cap Canaveral. Le vol et la mise en orbite ne rencontrèrent aucun problème particulier, sinon que Borman dut manœuvrer afin de s'éloigner du dernier étage de la fusée dont la trajectoire était devenue erratique après la séparation.

A peine la mission Gemini 7 avait-elle débuté que les techniciens entreprirent de ramener la fusée Titan de Gemini 6 depuis le pad 19 où elle avait été entreposée vers l'aire de lancement. Une course contre la montre commençait.

Gemini 6

Le 12 décembre 1965, alors que Borman et Lovell tournaient autour de la Terre depuis 8 jours, Schirra et Stafford prenaient place à bord de leur vaisseau Gemini 6 dont le compte à rebours se poursuivait. A 9 heures 54, le lanceur fut mis à feu et ses deux moteurs rugirent… avant de s'éteindre. Craignant le pire, Schirra garda le doigt de longues minutes sur la commande d'éjection, guettant tout signe d'explosion imminente. Pour la première fois, un lancement habité américain subissait un échec.

A bord de Gemini 7, Borman et Lovell avaient nettement aperçu la tentative de mise à feu de la fusée Titan. Là-haut comme sur Terre, c'était à nouveau la consternation.

Lorsque la fusée fut déclarée sûre et l'équipage extrait en sécurité du vaisseau, les techniciens rapprochèrent la tour de lancement et se ruèrent vers la fusée afin de déterminer la cause du dysfonctionnement. Gemini 7 était en orbite pour encore 5 jours. Pourrait-on procéder à une seconde tentative dans ce délai, à condition toutefois que la panne soit réparée ? Rien n'était moins sûr…

La raison de l'arrêt prématuré des moteurs apparut immédiatement. Plusieurs câbles reliaient le sol à la base du lanceur, où ils s'engageaient par une simple prise. Or, ceux-ci devaient rester en place durant la mise à feu des moteurs, transmettant de nombreuses données, et ne s'arracher que suite à la traction exercée par la fusée au moment où elle débutait son ascension. Il apparut qu'une des prises n'avait pas tenu et s'était extraite alors que la fusée n'avait pas encore bougé.

C'est précisément cette interruption du signal qui commandait la mise en route de l'horloge indiquant le temps de vol, de laquelle dépendait la suite de séquences automatiques jusqu'à la mise en orbite. Mais l'horloge ayant été déclenchée alors que la fusée était parfaitement immobile, l'ordinateur de bord avait pressenti un mauvais fonctionnement et immédiatement interrompu les pompes à carburant, provoquant l'arrêt immédiat des moteurs.

Kenneth Hecht, directeur du département de sécurité et concepteur du système de sièges éjectables du vaisseau, avait été surpris de constater que l'équipage ne s'était pas éjecté au moment de l'arrêt des moteurs, ainsi qu'il en avait pourtant l'obligation formelle en pareil cas. En effet, si la fusée avait grimpé de seulement quelques centimètres avant interruption, 150 tonnes de carburant non brûlé se seraient retrouvées dans les moteurs et chambres de combustion, et le choc subi lors de la retombée aurait provoqué une explosion cataclysmique. Mais Schirra avait bien senti que la fusée était immobile et avait immédiatement compris que l'horloge de bord, située en face de lui, s'était mise en marche par erreur… et n'avait pas commandé l'éjection. Autrement dit, en désobéissant au règlement, il venait de sauver le vaisseau et la mission...
 

 

 
Décollage d'une fusée Titan II emmenant un vaisseau Gemini (ici Gemini 9). Crédit : Nasa.
 
Le coup de théatre

Une conférence de presse expliqua le problème. Elle se voulait rassurante, et surtout redonnait confiance. La cause de la panne étant identifiée, un nouveau lancement pourrait être programmé dans les jours suivants. Mais dans l'espace, rien n'est jamais simple…

Alors qu'ils inspectaient le matériel afin de s'assurer que Gemini 6 pourrait rapidement prendre le départ, les techniciens constatèrent que les prises reliant les installations au sol à la fusée, et elles étaient nombreuses, étaient de fabrication inhomogène. Certaines présentaient moins de résistance à l'arrachement que d'autres… Il fut donc décidé de pallier ce problème en ajoutant un lien de sécurité. Mais ce n'était pas tout.

En examinant attentivement les enregistrements effectués durant la tentative de mise à feu, il apparut que la prise fautive s'était détachée 1,4 seconde après l'allumage des moteurs. Or, les tracés sur les enregistrements montraient qu'une perte de pression avait déjà été enregistrée bien avant, elle aussi susceptible d'avoir provoqué l'interruption. Ce retour à la case départ virait au cauchemar pour les techniciens. Les ingénieurs d'Aerojet, à Sacramento, concepteurs des moteurs de la fusée, s'acharnèrent à découvrir la véritable cause. En travaillant jour et nuit, ils localisèrent le problème au niveau d'une pompe à carburant, sans toutefois déterminer la raison de la perte de débit.

Ce fut par simple intuition qu'un technicien d'Aerojet découvrit la solution. En effet, lorsque la Titan avait été entreposée deux mois plus tôt, les ingénieurs avaient craint que de la poussière ne s'introduise dans certains mécanismes sensibles et la pompe avait été démontée pour vérification. Durant cette opération, la tubulure à la sortie de la pompe avait été protégée par un bouchon de plastique, afin d'éviter l'introduction de corps étrangers… et lorsque tout fut remis en place, ce bouchon n'avait pas été enlevé ! Cette petite pièce, d'une valeur de quelques cents, avait failli provoquer la destruction d'une fusée de 100 millions de dollars et de son équipage. Quant à la société Martin-Marietta, maître d'œuvre de la fusée Titan, elle écopa d'une amende de… 25.000 dollars.

Le bon départ

Le 15 décembre 1965 à 13 heures 37 et 26 secondes, les moteurs rugissaient de nouveau et pour de bon, tandis que la fusée Titan II propulsait Gemini 6 vers son orbite, qu'elle atteignit cette fois sans encombre. Détectant immédiatement Gemini 7 sur son radar à 400 kilomètres de distance, Schirra chargea l'ordinateur de bord d'effectuer la poursuite et le rendez-vous.

Dans un premier temps, les deux vaisseaux volèrent en formation à 40 mètres de distance, puis dans les heures qui suivirent, se rapprochèrent jusqu'à 30 cm. Le premier rendez-vous spatial de l'Histoire était accompli, la véritable aventure de conquête lunaire pouvait commencer !

Le vol de Gemini 6 ne se prolongea pas outre mesure, et le vaisseau revint sur Terre le lendemain 16 décembre à 15 heures 28, après 1 jour, 1 heure et 51 minutes dans l'espace. Si sa mission d'origine de rendez-vous avec un étage Agena avait été annulée deux mois plus tôt, l'exploit accompli et sa portée, tant médiatique que scientifique, était considérable.

Gemini 7 ne fut pas en reste. Tout en accomplissant diverses expériences scientifiques, notamment en médecine spatiale, l'équipage revint sur Terre le 18 décembre, après 13 jours, 18 heures et 35 minutes de vol, un record pour l'époque. Cette durée, qui constituait le double de celle exigée pour un simple trajet Terre-Lune et retour, ouvrait la voie aux futures missions d'exploration.

Quant au directeur du programme Gemini, qui venait tout simplement de permettre l'accès à un nouveau monde, notons simplement qu'il s'appelait... Christopher Colombus Kraft.

Cela ne s'invente pas.

Jean Etienne

 

 

 
Gemini 7, vu depuis Gemini 6. Crédit : Nasa.
 
 
 

 
Gemini 7, vu depuis Gemini 6. Les débris qui semblent s'échapper de la base du vaisseau sont des joints d'étanchéité qui étaient placés entre le lanceur et la capsule. Crédit : Nasa.
 
 
 

 
Gemini 7, vu depuis Gemini 6. Crédit : Nasa.
 
 
 
 
Gemini 6, vu depuis Gemini 7. Crédit : Nasa.
 
 
 
 
Gemini 6, vu depuis Gemini 7. Crédit : Nasa.
 

 

 
 
 

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