Quelle mission Apollo, lancée le 16 juillet 1969, a été la première à envoyer un humain sur la Lune ?
11
L'objectif de Kennedy a été atteint lors de la mission Apollo 11 lorsque les astronautes Neil Armstrong et Buzz Aldrin ont posé leur module lunaire (LM) le 20 juillet 1969 et ont marché sur la surface lunaire, tandis que Michael Collins restait en orbite lunaire dans le module de commande/service ( CSM), et tous trois ont atterri en toute sécurité sur Terre le 24 juillet. Cinq missions Apollo ultérieures ont également fait atterrir des astronautes sur la Lune, la dernière en décembre 1972. Au cours de ces six vols spatiaux, douze hommes ont marché sur la Lune. Mais même après que la NASA soit parvenue à un accord interne, la navigation était loin d’être fluide. Le conseiller scientifique de Kennedy, Jérôme Wiesner, qui avait exprimé à Kennedy son opposition aux vols spatiaux habités avant l'entrée en fonction du président, et s'était opposé à la décision de faire atterrir des hommes sur la Lune, a embauché Golovin, qui avait quitté la NASA, pour présider son propre « Panel sur les véhicules spatiaux ». ", apparemment pour surveiller, mais en réalité pour remettre en question les décisions de la NASA concernant le lanceur Saturn V et le LOR en forçant Shea, Seamans et même Webb à se défendre, en retardant son annonce officielle à la presse le 11 juillet 1962 et en forçant Webb continue de qualifier la décision de "provisoire". Avant le début du programme Apollo, Wernher von Braun et son équipe d'ingénieurs en fusées avaient commencé à travailler sur des plans pour de très grands lanceurs, la série Saturn et la série Nova, encore plus grande. Au milieu de ces projets, von Braun a été transféré de l'armée à la NASA et nommé directeur du Marshall Space Flight Center. Le plan initial d'ascension directe visant à envoyer le module de commande/service Apollo à trois personnes directement sur la surface lunaire, au-dessus d'un grand étage de fusée de descente, nécessiterait un lanceur de classe Nova, avec une capacité de charge utile lunaire de plus de 180 000 lb. Le 11 juin 1962, la décision d'utiliser le rendez-vous sur l'orbite lunaire a permis au Saturn V de remplacer le Nova, et le MSFC a procédé au développement de la famille de fusées Saturn pour Apollo. Les astronautes d'Apollo ont été choisis parmi les vétérans des projets Mercury et Gemini, ainsi que parmi deux groupes d'astronautes ultérieurs. Toutes les missions étaient commandées par des vétérans Gemini ou Mercury. Les équipages de tous les vols de développement (à l'exception des vols de développement CSM en orbite terrestre) lors des deux premiers atterrissages sur Apollo 11 et Apollo 12 comprenaient au moins deux (parfois trois) vétérans Gemini. Le Dr Harrison Schmitt, géologue, a été le premier astronaute scientifique de la NASA à voler dans l'espace et a atterri sur la Lune lors de la dernière mission, Apollo 17. Schmitt a participé à la formation en géologie lunaire de tous les équipages d'atterrissage d'Apollo. Fichier:apollo11-01.png|Lancement Les 3 étages de Saturn V brûlent pendant environ 11 minutes pour atteindre une orbite de stationnement circulaire de 100 milles marins. Le troisième étage brûle une petite partie de son carburant pour atteindre l'orbite. Fichier:apollo11-02.png|Injection translunaire Après une à deux orbites pour vérifier l'état de préparation des systèmes du vaisseau spatial, le troisième étage du S-IVB se rallume pendant environ 6 minutes pour envoyer le vaisseau spatial sur la Lune. Fichier:apollo11-03.png|Transposition et amarrage (1) Les panneaux de l'adaptateur de module lunaire (SLA) du vaisseau spatial se séparent pour libérer le CSM et exposer le LM. Le pilote du module de commande (CMP) déplace le CSM à une distance de sécurité et tourne à 180°. Fichier:apollo11-04.png|Transposition et amarrage (2), Le CMP s'amarre au LM et éloigne le vaisseau spatial combiné du S-IVB, qui est ensuite envoyé en orbite solaire. Le voyage lunaire dure entre 2 et 3 jours. Des corrections à mi-parcours sont effectuées si nécessaire à l'aide du moteur SM. Fichier:apollo11-05.png|Insertion sur l'orbite lunaire Le vaisseau spatial passe à environ 60 milles marins derrière la Lune, et le moteur SM est déclenché pour ralentir le vaisseau spatial et le mettre sur une orbite de 60, qui est bientôt circularisée à 60 milles marins par un deuxième brûlure. Fichier:apollo11-07.png|Après une période de repos, le commandant (CDR) et le pilote du module lunaire (LMP) se déplacent vers le LM, mettent ses systèmes sous tension et déploient le train d'atterrissage. Le CSM et le LM se séparent ; le CMP inspecte visuellement le LM, puis l'équipage du LM s'éloigne à une distance de sécurité et déclenche le moteur de descente pour l'insertion de l'orbite de descente, ce qui l'amène à un périlune d'environ 50 000 pieds. Fichier:apollo11-08.png|Descente motorisée Au périlune, le moteur de descente se déclenche à nouveau pour démarrer la descente. Le CDR prend le contrôle manuel après le basculement pour un atterrissage vertical. Fichier:apollo11-09.png|Le CDR et le LMP effectuent une ou plusieurs EVA explorant la surface lunaire et collectant des échantillons, en alternance avec des périodes de repos. Fichier:apollo11-10.png|L'étage de montée décolle, utilisant l'étage de descente comme rampe de lancement. Fichier:apollo11-11.png|Le LM se retrouve et s'amarre au CSM. Fichier:apollo11-12.png|Le CDR et le LMP retournent au CM avec leurs échantillons de matériaux, puis l'étage d'ascension du LM est largué, pour finalement tomber hors de son orbite et s'écraser à la surface. Fichier:apollo11-13.png|Injection trans-Terre Le moteur SM se déclenche pour renvoyer le CSM sur Terre. Fichier:apollo11-14.png|Le SM est largué juste avant la rentrée, et le CM tourne de 180° pour faire face à son extrémité émoussée vers l'avant pour la rentrée. Fichier:apollo11-15.png|La traînée atmosphérique ralentit le CM. Un chauffage aérodynamique l'entoure d'une enveloppe d'air ionisé qui provoque une panne de communication pendant plusieurs minutes. Fichier:apollo11-16.png|Des parachutes sont déployés, ralentissant le CM pour un amerrissage dans l'océan Pacifique. Les astronautes sont récupérés et amenés sur un porte-avions.
Le programme Apollo, également connu sous le nom de projet Apollo, était le troisième programme américain de vols spatiaux habités réalisé par la National Aeronautics and Space Administration (NASA), qui a permis d'alunir les premiers humains sur la Lune de 1969 à 1972. Conçu pour la première fois sous Dwight D. L'administration d'Eisenhower en tant que vaisseau spatial à trois hommes pour suivre le projet Mercury à un seul homme qui a envoyé les premiers Américains dans l'espace, Apollo a ensuite été dédié à l'objectif national du président John F. Kennedy de « faire atterrir un homme sur la Lune et de le ramener en toute sécurité sur la Lune. la Terre" d'ici la fin des années 1960, ce qu'il proposa dans un discours au Congrès le 25 mai 1961.
L'objectif de Kennedy a été atteint lors de la mission Apollo 11 lorsque les astronautes Neil Armstrong et Buzz Aldrin ont posé leur module lunaire (LM) le 20 juillet 1969 et ont marché sur la surface lunaire, tandis que Michael Collins restait en orbite lunaire dans le module de commande/service ( CSM), et tous trois ont atterri en toute sécurité sur Terre le 24 juillet. Cinq missions Apollo ultérieures ont également fait atterrir des astronautes sur la Lune, la dernière en décembre 1972. Au cours de ces six vols spatiaux, douze hommes ont marché sur la Lune.
Apollo a fonctionné de 1961 à 1972, avec le premier vol habité en 1968. Il a atteint son objectif d'alunissage habité, malgré le revers majeur de l'incendie de la cabine d'Apollo 1 en 1967 qui a tué tout l'équipage lors d'un test préalable au lancement. Après le premier atterrissage, il restait suffisamment de matériel de vol pour neuf atterrissages de suivi avec un plan d'exploration géologique et astrophysique lunaire prolongée. Les coupes budgétaires ont contraint à l'annulation de trois d'entre elles. Cinq des six missions restantes ont réussi des atterrissages, mais l'atterrissage d'Apollo 13 a été empêché par l'explosion d'un réservoir d'oxygène en transit vers la Lune, qui a endommagé la propulsion et le système de survie du CSM. L'équipage est revenu sur Terre en toute sécurité en utilisant le module lunaire comme « canot de sauvetage » pour ces fonctions. Il utilisait des fusées de la famille Saturn comme lanceurs, qui étaient également utilisées pour un programme d'applications Apollo, qui comprenait Skylab, une station spatiale qui a soutenu trois missions habitées en 1973-1974, et le projet de test Apollo-Soyouz, une mission conjointe en orbite terrestre. avec l'Union Soviétique en 1975.
Apollo a posé plusieurs jalons majeurs en matière de vols spatiaux habités. Il est le seul à pouvoir envoyer des missions habitées au-delà de l’orbite terrestre basse. Apollo 8 a été le premier vaisseau spatial habité à orbiter autour d'un autre corps céleste, tandis que la dernière mission Apollo 17 a marqué le sixième atterrissage sur la Lune et la neuvième mission habitée au-delà de l'orbite terrestre basse. Le programme a restitué 842 livres de roches et de sol lunaires sur Terre, contribuant grandement à la compréhension de la composition et de l'histoire géologique de la Lune. Le programme a jeté les bases de la capacité actuelle de vols spatiaux habités de la NASA et a financé la construction de ses centres spatiaux Johnson et Kennedy. Apollo a également stimulé les progrès dans de nombreux domaines technologiques liés aux fusées et aux vols spatiaux habités, notamment l’avionique, les télécommunications et les ordinateurs.
Arrière-plan
Le programme Apollo a été conçu sous l’administration Eisenhower au début des années 1960, dans le prolongement du projet Mercury. Alors que la capsule Mercury ne pouvait accueillir qu'un seul astronaute dans le cadre d'une mission orbitale terrestre limitée, Apollo transporterait trois astronautes. Les missions possibles comprenaient le transport d'équipages vers une station spatiale, des vols circumlunaires et d'éventuels atterrissages habités sur la Lune. Le programme a été nommé d'après le dieu grec de la lumière, de la musique et du soleil par le directeur de la NASA, Abe Silverstein, qui a déclaré plus tard : « J'appelais le vaisseau spatial comme je nommerais mon bébé ». Silverstein a choisi ce nom chez lui un soir, au début des années 1960, parce qu'il estimait que « Apollon chevauchant son char à travers le Soleil était approprié à l'ampleur du programme proposé ».
Etudes de faisabilité des engins spatiaux
En juillet 1960, l'administrateur adjoint de la NASA, Hugh L. Dryden, annonça le programme Apollo aux représentants de l'industrie lors d'une série de conférences du Space Task Group. Des spécifications préliminaires ont été établies pour un vaisseau spatial doté d'une cabine de module de mission séparée du module de commande (cabine de pilotage et de rentrée) et d'un module de propulsion et d'équipement. Le 30 août, un concours d'études de faisabilité a été annoncé et le 25 octobre, trois contrats d'études ont été attribués à General Dynamics/Convair, General Electric et Glenn L. Martin Company. Pendant ce temps, la NASA a réalisé ses propres études de conception d'engins spatiaux dirigées par Maxime Faget, pour servir de jauge pour juger et surveiller les trois conceptions industrielles.
La pression politique monte
En novembre 1960, John F. Kennedy fut élu président après une campagne promettant la supériorité américaine sur l’Union soviétique dans les domaines de l’exploration spatiale et de la défense antimissile. Jusqu'aux élections de 1960, Kennedy s'était élevé contre le « fossé en matière de missiles » qui, selon lui et de nombreux autres sénateurs, s'était formé entre les Soviétiques et eux-mêmes en raison de l'inaction du président Eisenhower. Au-delà de la puissance militaire, Kennedy a utilisé la technologie aérospatiale comme un symbole de prestige national, s'engageant à faire des États-Unis non pas « le premier mais, le premier et le premier si, mais la première période ». Malgré la rhétorique de Kennedy, il n'a pas immédiatement pris de décision sur le statut du programme Apollo une fois devenu président. Il connaissait peu les détails techniques du programme spatial et était découragé par l'engagement financier massif requis par un alunissage habité. Lorsque James E. Webb, l'administrateur de la NASA nouvellement nommé par Kennedy, a demandé une augmentation de 30 pour cent du budget de son agence, Kennedy a soutenu une accélération du vaste programme de rappel de la NASA, mais a reporté une décision sur la question plus large.
Le 12 avril 1961, le cosmonaute soviétique Youri Gagarine est devenu la première personne à voler dans l'espace, renforçant ainsi les craintes des Américains d'être laissés pour compte dans une compétition technologique avec l'Union soviétique. Lors d'une réunion du comité de la Chambre des représentants pour la science et l'astronautique, un jour après le vol de Gagarine, de nombreux membres du Congrès ont promis leur soutien à un programme d'urgence visant à garantir que l'Amérique rattraperait son retard. Kennedy a été circonspect dans sa réponse à la nouvelle, refusant de s'engager sur la réponse américaine aux Soviétiques.
Le 20 avril, Kennedy a envoyé une note au vice-président Lyndon B. Johnson, lui demandant d'examiner l'état du programme spatial américain et les programmes qui pourraient offrir à la NASA l'opportunité de rattraper son retard. Johnson a répondu environ une semaine plus tard, concluant que "nous ne faisons pas le maximum d'efforts et n'obtenons pas les résultats nécessaires si ce pays veut atteindre une position de leadership". Son mémo concluait qu’un atterrissage habité sur la Lune était suffisamment lointain pour qu’il soit probable que les États-Unis y parviendront en premier.
Le 25 mai 1961, vingt jours après le premier vol spatial habité américain Freedom 7, Kennedy proposa l'alunissage habité sur la Lune dans un message spécial au Congrès sur les besoins nationaux urgents :
"Il est maintenant temps d'aller plus loin - il est temps pour une nouvelle grande entreprise américaine - il est temps pour cette nation de jouer clairement un rôle de premier plan dans les réalisations spatiales, qui, à bien des égards, pourraient détenir la clé de notre avenir sur Terre. Je crois que cette nation devrait s’engager à atteindre l’objectif, avant la fin de cette décennie, d’atterrir un homme sur la Lune et de le ramener en toute sécurité sur Terre. Aucun projet spatial au cours de cette période ne sera plus impressionnant ni plus important pour l’humanité. dans l'exploration à long terme de l'espace ; et aucune ne sera aussi difficile ou coûteuse à réaliser. »
Expansion de la NASA
Au moment de la proposition de Kennedy, un seul Américain avait volé dans l'espace – moins d'un mois plus tôt – et la NASA n'avait pas encore envoyé d'astronaute en orbite. Même certains employés de la NASA doutaient que l'objectif ambitieux de Kennedy puisse être atteint. En 1963, Kennedy était même sur le point d’accepter une mission conjointe américano-soviétique sur la Lune, afin d’éliminer la duplication des efforts.
Avec l'objectif clair d'un atterrissage habité remplaçant les objectifs plus nébuleux des stations spatiales et des vols cislunaires, la NASA a dû se mettre en route et a décidé d'abandonner les études de faisabilité de Convair, GE et Martin, et de procéder avec la commande de Faget / conception de modules de services. Le module de mission a été jugé utile uniquement comme pièce supplémentaire, et donc jugé inutile. Ils ont utilisé la conception de Faget comme spécification pour un autre appel d'offres pour l'achat de vaisseaux spatiaux en octobre 1961. Le 28 novembre 1961, il a été annoncé que North American Aviation avait remporté le contrat, bien que son offre n'ait pas été aussi bonne que celle de Martin. Webb, Dryden et Robert Seamans l'ont choisi de préférence en raison de l'association plus longue de l'Amérique du Nord avec la NACA.
L’atterrissage d’hommes sur la Lune à la fin de 1969 a nécessité l’explosion de créativité technologique la plus soudaine et le plus grand engagement de ressources (24 milliards de dollars) jamais consenti par une nation en temps de paix. À son apogée, le programme Apollo employait 400 000 personnes et nécessitait le soutien de plus de 20 000 entreprises industrielles et universités.
Le 1er juillet 1960, la NASA a créé le Marshall Space Flight Center (MSFC) à Huntsville, en Alabama. MSFC a conçu les lanceurs Saturn de classe lourde, qui seraient nécessaires pour Apollo.
Centre des vaisseaux spatiaux habités
Il est devenu évident que la gestion du programme Apollo dépasserait les capacités du Space Task Group de Robert R. Gilruth, qui dirigeait le programme spatial habité du pays depuis le Langley Research Center de la NASA. Gilruth reçut donc le pouvoir de développer son organisation en un nouveau centre de la NASA, le Manned Spacecraft Center (MSC). Un site a été choisi à Houston, au Texas, sur un terrain offert par l'Université Rice, et l'administrateur Webb a annoncé la conversion le 19 septembre 1961. Il était également clair que la NASA allait bientôt dépasser sa pratique consistant à contrôler les missions depuis ses installations de lancement de la base aérienne de Cap Canaveral. en Floride, un nouveau centre de contrôle de mission serait donc inclus dans le MSC.
En septembre 1962, alors que deux astronautes du projet Mercury étaient en orbite autour de la Terre, Gilruth avait transféré son organisation dans un espace loué à Houston et la construction de l'installation MSC était en cours, Kennedy rendit visite à Rice pour réitérer son défi dans un discours célèbre :
"Mais pourquoi, disent certains, la Lune ? Pourquoi choisir cela comme notre objectif ? Et ils pourraient bien se demander : pourquoi gravir la plus haute montagne ? Pourquoi, il y a 35 ans, survoler l'Atlantique ?...
Nous choisissons d'aller vers la lune. Nous choisissons d’aller sur la Lune au cours de cette décennie et de faire d’autres choses, non pas parce qu’elles sont faciles, mais parce qu’elles sont difficiles ; parce que cet objectif servira à organiser et à mesurer le meilleur de nos énergies et de nos compétences ; parce que ce défi est un défi que nous sommes prêts à relever, que nous ne sommes pas disposés à reporter et que nous avons l’intention de remporter.
Le MSC a été achevé en septembre 1963. Il a été renommé par le Congrès américain en l'honneur de Lyndon Johnson peu après sa mort en 1973.
Lancer le centre d'opérations
Il est également devenu évident qu'Apollo deviendrait trop grand pour les installations de lancement de Canaveral en Floride. Les deux complexes de lancement les plus récents étaient déjà en construction pour les fusées Saturn I et IB à l'extrémité nord : LC-34 et LC-37. Mais une installation encore plus grande serait nécessaire pour la fusée gigantesque requise pour la mission lunaire habitée, c'est pourquoi l'acquisition de terrains fut commencée en juillet 1961 pour un centre d'opérations de lancement (LOC) immédiatement au nord de Canaveral, à Merritt Island. La conception, le développement et la construction du centre ont été menés par Kurt H. Debus, membre de l'équipe originale d'ingénierie des fusées V-2 du Dr Wernher von Braun. Debus a été nommé premier directeur du COL. La construction a commencé en novembre 1962. À la mort de Kennedy, le président Johnson a publié un décret le 29 novembre 1963 pour renommer le LOC et Cap Canaveral en l'honneur de Kennedy.
Le LOC comprenait le complexe de lancement 39, un centre de contrôle de lancement et un bâtiment d'assemblage vertical (VAB) de 130 millions de pieds cubes (3,7 millions de mètres cubes) dans lequel le véhicule spatial (lanceur et vaisseau spatial) serait assemblé sur une plate-forme de lancement mobile et puis déplacé par un transporteur vers l'une des nombreuses rampes de lancement. Bien qu'au moins trois plateformes aient été prévues, seules deux, désignées A et B, ont été achevées en octobre 1965. Le LOC comprenait également un bâtiment d'opérations et de contrôle (OCB) auquel les vaisseaux spatiaux Gemini et Apollo ont été initialement reçus avant d'être accouplés à leur lancement. Véhicules. Le vaisseau spatial Apollo pourrait être testé dans deux chambres à vide capables de simuler la pression atmosphérique à des altitudes allant jusqu'à 250 000 pieds, ce qui équivaut presque au vide.
Organisation
L'administrateur Webb s'est rendu compte que pour garder les coûts d'Apollo sous contrôle, il devait développer de plus grandes compétences en gestion de projet au sein de son organisation. Il a donc recruté le Dr George E. Mueller pour un poste de haute direction. Mueller a accepté, à condition qu'il ait son mot à dire dans la réorganisation de la NASA nécessaire pour administrer efficacement Apollo. Webb a ensuite travaillé avec l'administrateur associé (plus tard administrateur adjoint) Seamans pour réorganiser le Bureau des vols spatiaux habités (OMSF). Le 23 juillet 1963, Webb a annoncé la nomination de Mueller au poste d'administrateur associé adjoint pour les vols spatiaux habités, pour remplacer l'administrateur associé de l'époque, D. Brainerd Holmes, à sa retraite le 1er septembre. Dans le cadre de la réorganisation de Webb, les directeurs du Manned Spacecraft Center (Gilruth) Marshall Le Space Flight Center (von Braun) et le Launch Operations Center (Debus) relevaient effectivement de Mueller.
Sur la base de son expérience dans l'industrie des projets de missiles de l'armée de l'air, Mueller s'est rendu compte que certains gestionnaires compétents pouvaient être trouvés parmi les officiers de haut rang de l'armée de l'air américaine. Il a donc obtenu la permission de Webb pour recruter le général Samuel C. Phillips, qui a acquis une réputation pour son gestion efficace du programme Minuteman, en tant que contrôleur du programme OMSF. L'officier supérieur de Phillips, Bernard A. Schriever, a accepté de prêter Phillips à la NASA, avec une équipe d'officiers sous ses ordres, à la condition que Phillips soit nommé directeur du programme Apollo. Mueller accepta et Phillips dirigea Apollo de janvier 1964 jusqu'à ce qu'il réalise le premier atterrissage habité en juillet 1969, après quoi il retourna au service de l'Air Force.
Choisir un mode mission
Une fois que Kennedy avait défini un objectif, les planificateurs de la mission Apollo ont été confrontés au défi de concevoir un vaisseau spatial capable de l'atteindre tout en minimisant les risques pour la vie humaine, les coûts et les exigences en matière de technologie et de compétences des astronautes. Quatre modes de mission possibles ont été envisagés :
* Ascension directe : le vaisseau spatial serait lancé comme une unité et se rendrait directement sur la Lune et atterrirait. Il reviendrait en quittant son embarcadère sur la Lune. Cette conception aurait nécessité le développement du lanceur extrêmement puissant Nova.
* Earth Orbit Rendezvous (EOR) : plusieurs lancements de fusées (jusqu'à 15 dans certains plans) transporteraient des pièces d'un vaisseau spatial à ascension directe et des unités de propulsion pour injection translunaire (TLI). Ceux-ci seraient assemblés en un seul vaisseau spatial en orbite terrestre.
* Lunar Orbit Rendezvous (LOR) : un seul Saturn V pourrait lancer un vaisseau spatial composé d'un vaisseau mère qui resterait en orbite autour de la Lune, tandis qu'un atterrisseur plus petit à deux étages transporterait deux astronautes à la surface, pour revenir à accoster avec le vaisseau mère, puis être rejeté. L'atterrissage d'une petite partie seulement du vaisseau spatial sur la Lune et le retour d'une partie encore plus petite en orbite lunaire ont minimisé la masse totale à lancer depuis la Terre.
* Lunar Surface Rendezvous : deux vaisseaux spatiaux seraient lancés successivement. Le premier, un véhicule automatisé transportant du propulseur pour le retour sur Terre, atterrirait sur la Lune, suivi quelque temps plus tard par le véhicule habité. Le propulseur devrait être transféré du véhicule automatisé au véhicule habité.
Au début de 1961, l'ascension directe était généralement le mode de mission en faveur à la NASA. De nombreux ingénieurs craignaient qu'un rendez-vous, sans parler d'un amarrage, dont aucun n'avait été tenté même en orbite terrestre, ne soit extrêmement difficile en orbite lunaire. Les dissidents, dont John Houbolt du Langley Research Center, ont souligné les réductions de poids importantes offertes par l'approche LOR. Tout au long des années 1960 et 1961, Houbolt a fait campagne pour la reconnaissance du LOR comme une option viable et pratique. Contournant la hiérarchie de la NASA, il a envoyé une série de mémos et de rapports sur la question à l'administrateur associé Robert Seamans ; tout en reconnaissant qu'il parlait « un peu comme une voix dans le désert », Houbolt a plaidé pour que LOR ne soit pas écarté dans les études sur la question.
La création par Seamans d'un comité ad hoc dirigé par son assistant technique spécial Nicholas E. Golovin en juillet 1961, pour recommander un lanceur à utiliser dans le programme Apollo, représenta un tournant dans la décision de la NASA en matière de mode mission. Ce comité a reconnu que le mode choisi était une partie importante du choix du lanceur et a recommandé en faveur d'un mode hybride EOR-LOR. Sa prise en compte de LOR — ainsi que le travail incessant de Houbolt — ont joué un rôle important dans la diffusion de la faisabilité de l'approche. À la fin de 1961 et au début de 1962, des membres du Manned Spacecraft Center ont commencé à venir soutenir le LOR, y compris le directeur adjoint nouvellement embauché du Bureau des vols spatiaux habités, Joseph Shea, qui est devenu un champion du LOR. Les ingénieurs du Marshall Space Flight Center (MSFC), qui avaient beaucoup à perdre dans cette décision, mirent plus de temps à se convaincre du bien-fondé de cette décision, mais leur conversion fut annoncée par Wernher von Braun lors d'un briefing le 7 juin 1962.
Mais même après que la NASA soit parvenue à un accord interne, la navigation était loin d’être fluide. Le conseiller scientifique de Kennedy, Jérôme Wiesner, qui avait exprimé à Kennedy son opposition aux vols spatiaux habités avant l'entrée en fonction du président, et s'était opposé à la décision de faire atterrir des hommes sur la Lune, a embauché Golovin, qui avait quitté la NASA, pour présider son propre « Panel sur les véhicules spatiaux ». ", apparemment pour surveiller, mais en réalité pour remettre en question les décisions de la NASA concernant le lanceur Saturn V et le LOR en forçant Shea, Seamans et même Webb à se défendre, en retardant son annonce officielle à la presse le 11 juillet 1962 et en forçant Webb continue de qualifier la décision de "provisoire".
Wiesner a maintenu la pression, rendant même son désaccord public lors d'une visite de deux jours du président en septembre au Marshall Space Flight Center. Wiesner a lâché "Non, ce n'est pas bon" devant la presse, lors d'une présentation de von Braun. Webb est intervenu et a défendu von Braun, jusqu'à ce que Kennedy mette fin à la querelle en déclarant que l'affaire était « encore soumise à un examen final ». Webb a tenu bon et a lancé une demande de proposition aux candidats entrepreneurs du module d'excursion lunaire (LEM). Wiesner a finalement cédé, peu disposé à régler le différend une fois pour toutes dans le bureau de Kennedy, en raison de l'implication du président dans la crise des missiles cubains d'octobre et de la crainte du soutien de Kennedy à Webb. La NASA a annoncé la sélection de Grumman comme entrepreneur du LEM en novembre 1962.
L’historien de l’espace James Hansen conclut que :
La méthode LOR avait l'avantage de permettre à l'atterrisseur spatial d'être utilisé comme « canot de sauvetage » en cas de panne du navire de commandement. Certains documents prouvent que cette théorie a été discutée avant et après le choix de la méthode. Une étude du MSC de 1964 concluait : « Le LM [en tant que canot de sauvetage]… a finalement été abandonné, car aucune défaillance raisonnable du CSM n'a pu être identifiée qui interdirait l'utilisation du SPS. » Ironiquement, un tel échec s'est produit sur Apollo 13 lorsqu'une explosion du réservoir d'oxygène a laissé le CSM sans alimentation électrique. Le module lunaire a fourni la propulsion, l’alimentation électrique et le système de survie pour ramener l’équipage à la maison en toute sécurité.
Vaisseau spatial
La conception préliminaire d'Apollo de Faget utilisait un module de commande en forme de cône, soutenu par l'un des nombreux modules de service fournissant la propulsion et l'énergie électrique, dimensionné de manière appropriée pour les missions de la station spatiale, cislunaire et d'atterrissage lunaire. Une fois que l'objectif d'alunissage de Kennedy est devenu officiel, la conception détaillée a commencé d'un module de commandement/service (CSM) dans lequel l'équipage passerait toute la mission d'ascension directe et décollerait de la surface lunaire pour le voyage de retour, après avoir été atterri en douceur par un module de propulsion d'atterrissage plus grand. Le choix final du rendez-vous sur l'orbite lunaire a modifié le rôle du CSM en celui de ferry translunaire utilisé pour transporter l'équipage, ainsi qu'un nouveau vaisseau spatial, le module d'excursion lunaire (LEM, plus tard abrégé en module lunaire, LM) qui emmènerait deux hommes vers l'orbite lunaire. surface et les renvoyer au CSM.
Module de commande/service
Le module de commande (CM) était la cabine conique de l'équipage, conçue pour transporter trois astronautes du lancement à l'orbite lunaire et de retour à un atterrissage sur l'océan terrestre. C'était le seul composant du vaisseau spatial Apollo à survivre sans changements majeurs de configuration à mesure que le programme évoluait à partir des premières conceptions de l'étude Apollo. Son extérieur était recouvert d'un bouclier thermique ablatif et possédait son propre système de contrôle de réaction (RCS) pour contrôler son attitude et orienter sa trajectoire d'entrée dans l'atmosphère. Des parachutes ont été transportés pour ralentir sa descente jusqu'à l'amerrissage. Le module était grand, avait un diamètre et pesait environ 12 250 livres.
Un module de service (SM) cylindrique soutenait le module de commande, avec un moteur de propulsion de service et un RCS avec propulseurs, ainsi qu'un système de production d'énergie à pile à combustible avec des réactifs d'hydrogène liquide et d'oxygène liquide. Une antenne en bande S à gain élevé a été utilisée pour les communications longue distance sur les vols lunaires. Lors des missions lunaires prolongées, un ensemble d'instruments scientifiques orbitaux était transporté. Le module de service a été abandonné juste avant sa rentrée. Le module était long et large. La version initiale pour le vol lunaire pesait environ 51 300 lb avec le plein de carburant, tandis qu'une version ultérieure conçue pour transporter un ensemble d'instruments scientifiques en orbite lunaire pesait un peu plus de 54 000 lb.
North American Aviation a remporté le contrat de construction du CSM, ainsi que le deuxième étage du lanceur Saturn V pour la NASA. Étant donné que la conception du CSM a commencé bien avant la sélection du rendez-vous sur l'orbite lunaire, le moteur de propulsion de service a été dimensionné pour soulever le CSM de la Lune, et a donc été surdimensionné à environ deux fois la poussée requise pour le vol translunaire. De plus, il n'y avait aucune disposition pour l'amarrage au module lunaire. Une étude de définition du programme de 1964 a conclu que la conception initiale devrait être poursuivie en tant que bloc I qui serait utilisé pour les premiers tests, tandis que le bloc II, le véritable vaisseau spatial lunaire, incorporerait l'équipement d'amarrage et profiterait des leçons apprises lors du développement du bloc I.
Module lunaire
Le module lunaire (LM) a été conçu pour descendre de l'orbite lunaire pour faire atterrir deux astronautes sur la Lune et les ramener en orbite pour rencontrer le module de commande. Non conçu pour voler à travers l'atmosphère terrestre ou revenir sur Terre, son fuselage a été conçu totalement sans considérations aérodynamiques et était d'une construction extrêmement légère. Il se composait d'étages de descente et de montée séparés, chacun avec son propre moteur. L'étage de descente contenait le stockage du propulseur de descente, des consommables de séjour en surface et de l'équipement d'exploration de surface. L'étage de montée contenait la cabine de l'équipage, le propulseur de montée et un système de contrôle de réaction. Le modèle LM initial pesait environ 33 300 lb et permettait des séjours en surface jusqu'à environ 34 heures. Un module lunaire étendu pesait plus de 36 200 lb et permettait des séjours en surface de plus de 3 jours. Le contrat pour la conception et la construction du module lunaire a été attribué à Grumman Aircraft Engineering Corporation et le projet a été supervisé par Thomas J. Kelly.
Véhicules de lancement
Avant le début du programme Apollo, Wernher von Braun et son équipe d'ingénieurs en fusées avaient commencé à travailler sur des plans pour de très grands lanceurs, la série Saturn et la série Nova, encore plus grande. Au milieu de ces projets, von Braun a été transféré de l'armée à la NASA et nommé directeur du Marshall Space Flight Center. Le plan initial d'ascension directe visant à envoyer le module de commande/service Apollo à trois personnes directement sur la surface lunaire, au-dessus d'un grand étage de fusée de descente, nécessiterait un lanceur de classe Nova, avec une capacité de charge utile lunaire de plus de 180 000 lb. Le 11 juin 1962, la décision d'utiliser le rendez-vous sur l'orbite lunaire a permis au Saturn V de remplacer le Nova, et le MSFC a procédé au développement de la famille de fusées Saturn pour Apollo.
Petit Joe II
Étant donné qu'Apollo, comme Mercury, nécessiterait un système d'évacuation au lancement (LES) en cas d'échec du lancement, une fusée relativement petite était nécessaire pour les essais en vol de qualification de ce système. Une taille plus grande que le NAA Little Joe serait nécessaire, c'est pourquoi le Little Joe II a été construit par General Dynamics/Convair. Après un vol d'essai de qualification en août 1963, quatre vols d'essai LES (A-001 à 004) ont été effectués au champ de tir de missiles White Sands entre mai 1964 et janvier 1966.
Saturne I
Étant donné qu'Apollo, comme Mercury, utilisait plus d'un lanceur pour des missions spatiales, la NASA a utilisé des numéros de série de combinaisons vaisseau spatial-lanceur : AS-10x pour Saturn I, AS-20x pour Saturn IB et AS-50x pour Saturn V (comparez Mercury -Redstone 3, Mercury-Atlas 6) pour désigner et planifier toutes les missions, plutôt que de les numéroter séquentiellement comme dans le Projet Gemini. Cela a changé au moment où les vols habités ont commencé.
Saturn I, le premier lanceur américain lourd, devait initialement lancer des CSM partiellement équipés lors d'essais en orbite terrestre basse. Le premier étage du SI brûlait le RP-1 avec un comburant à oxygène liquide (LOX) dans huit moteurs Rocketdyne H-1 regroupés, pour produire 1 500 000 lbf de poussée. Le deuxième étage du S-IV utilisait six moteurs Pratt & Whitney RL-10 alimentés à l'hydrogène liquide avec une poussée de 90 000 lbf. Un troisième étage Centaur (S-V) prévu avec deux moteurs RL-10 n'a jamais volé sur Saturn I.
Les quatre premiers vols d'essai de Saturn I ont été lancés à partir du LC-34, avec uniquement des premiers étages réels, transportant des étages supérieurs factices remplis d'eau. Le premier vol avec un S-IV réel a été lancé depuis le LC-37. Cela a été suivi par cinq lancements de CSM standard (désignés AS-101 à AS-105) en orbite en 1964 et 1965. Les trois derniers d'entre eux ont également soutenu le programme Apollo en transportant également des satellites Pegasus, qui ont vérifié la sécurité de l'environnement translunaire. en mesurant la fréquence et la gravité des impacts de micrométéorites.
En septembre 1962, la NASA prévoyait de lancer quatre vols CSM habités sur Saturn I de fin 1965 à 1966, parallèlement au projet Gemini. La capacité de charge utile de 22 500 lb aurait sérieusement limité les systèmes qui pourraient être inclus, c'est pourquoi la décision fut prise en octobre 1963 d'utiliser le Saturn IB amélioré pour tous les vols orbitaux habités autour de la Terre.
Saturne IB
Le Saturn IB était une version améliorée du Saturn I. Le premier étage du S-IB augmentait la poussée à 1 600 000 lbf en augmentant la puissance du moteur H-1. Le deuxième étage a remplacé le S-IV par le S-IVB-200, propulsé par un seul moteur J-2 brûlant de l'hydrogène liquide avec du LOX, pour produire 200 000 lbf de poussée. Une version redémarrable du S-IVB a été utilisée comme troisième étage du Saturn V. Le Saturn IB pouvait envoyer plus de 40 000 livres en orbite terrestre basse, ce qui est suffisant pour un CSM ou le LM partiellement alimenté. Les lanceurs et les vols Saturn IB étaient désignés par un numéro de série AS-200, « AS » indiquant « Apollo Saturn » et le « 2 » indiquant le deuxième membre de la famille des fusées Saturn.
Saturne V
Les lanceurs et les vols Saturn V étaient désignés par un numéro de série AS-500, "AS" indiquant "Apollo Saturn" et le "5" indiquant Saturn V. Le Saturn V à trois étages a été conçu pour envoyer un CSM et un LM entièrement ravitaillés vers la lune. Il mesurait 33 pieds de diamètre et mesurait 363 pieds de haut avec sa charge utile lunaire de 96 800 livres. Sa capacité est passée à 103 600 lb pour les atterrissages lunaires avancés ultérieurs. Le premier étage S-IC a brûlé du RP-1/LOX pour une poussée nominale de 7 500 000 lbf, qui a été améliorée à 7610 000 lbf. Les deuxième et troisième étages brûlaient de l'hydrogène liquide, et le troisième étage était une version modifiée du S-IVB, avec une poussée augmentée à 230 000 lbf et la capacité de redémarrer le moteur pour une injection translunaire après avoir atteint une orbite de stationnement.
Astronautes
Le directeur des opérations de l'équipage de conduite de la NASA pendant le programme Apollo était Donald K. "Deke" Slayton, l'un des premiers astronautes de Mercury Seven qui a été cloué au sol pour raisons médicales en septembre 1962 en raison d'un souffle cardiaque. Slayton était chargé d'effectuer toutes les missions des équipages Gemini et Apollo.
Trente-deux astronautes ont été affectés à des missions dans le cadre du programme Apollo. Vingt-quatre d’entre eux ont quitté l’orbite terrestre et ont survolé la Lune entre décembre 1968 et décembre 1972 (dont trois à deux reprises). La moitié des 24 personnes ont marché sur sa surface, mais aucun d’entre eux n’est revenu sur la Lune après un premier atterrissage. L'un des marcheurs sur la lune était un géologue de formation. Parmi les 32, Gus Grissom, Edward H. White et Roger Chaffee ont été tués lors d'un essai au sol en préparation de leur mission Apollo 1.
Les astronautes d'Apollo ont été choisis parmi les vétérans des projets Mercury et Gemini, ainsi que parmi deux groupes d'astronautes ultérieurs. Toutes les missions étaient commandées par des vétérans Gemini ou Mercury. Les équipages de tous les vols de développement (à l'exception des vols de développement CSM en orbite terrestre) lors des deux premiers atterrissages sur Apollo 11 et Apollo 12 comprenaient au moins deux (parfois trois) vétérans Gemini. Le Dr Harrison Schmitt, géologue, a été le premier astronaute scientifique de la NASA à voler dans l'espace et a atterri sur la Lune lors de la dernière mission, Apollo 17. Schmitt a participé à la formation en géologie lunaire de tous les équipages d'atterrissage d'Apollo.
La NASA a décerné à ces 32 astronautes sa plus haute distinction, la Médaille du service distingué, décernée pour « un service, une capacité ou un courage distingués » et une « contribution personnelle représentant un progrès substantiel à la mission de la NASA ». Les médailles ont été décernées à titre posthume à Grissom, White et Chaffee en 1969, puis aux équipages de toutes les missions à partir d'Apollo 8. L'équipage qui a effectué la première mission d'essai orbital terrestre Apollo 7, Walter M. Schirra, Donn Eisele et Walter Cunningham, a reçu la moindre médaille de service exceptionnel de la NASA, en raison de problèmes de discipline avec les ordres du directeur de vol pendant leur vol. En octobre 2008, l'administrateur de la NASA a décidé de leur décerner les médailles du service distingué, cette fois-ci à titre posthume à Schirra et Eisele.
Profil de mission lunaire
La mission nominale d'atterrissage sur la Lune s'est déroulée comme suit :
Fichier:apollo11-01.png|Lancement Les 3 étages de Saturn V brûlent pendant environ 11 minutes pour atteindre une orbite de stationnement circulaire de 100 milles marins. Le troisième étage brûle une petite partie de son carburant pour atteindre l'orbite.
Fichier:apollo11-02.png|Injection translunaire Après une à deux orbites pour vérifier l'état de préparation des systèmes du vaisseau spatial, le troisième étage du S-IVB se rallume pendant environ 6 minutes pour envoyer le vaisseau spatial sur la Lune.
Fichier:apollo11-03.png|Transposition et amarrage (1) Les panneaux de l'adaptateur de module lunaire (SLA) du vaisseau spatial se séparent pour libérer le CSM et exposer le LM. Le pilote du module de commande (CMP) déplace le CSM à une distance de sécurité et tourne à 180°.
Fichier:apollo11-04.png|Transposition et amarrage (2), Le CMP s'amarre au LM et éloigne le vaisseau spatial combiné du S-IVB, qui est ensuite envoyé en orbite solaire. Le voyage lunaire dure entre 2 et 3 jours. Des corrections à mi-parcours sont effectuées si nécessaire à l'aide du moteur SM.
Fichier:apollo11-05.png|Insertion sur l'orbite lunaire Le vaisseau spatial passe à environ 60 milles marins derrière la Lune, et le moteur SM est déclenché pour ralentir le vaisseau spatial et le mettre sur une orbite de 60, qui est bientôt circularisée à 60 milles marins par un deuxième brûlure.
Fichier:apollo11-07.png|Après une période de repos, le commandant (CDR) et le pilote du module lunaire (LMP) se déplacent vers le LM, mettent ses systèmes sous tension et déploient le train d'atterrissage. Le CSM et le LM se séparent ; le CMP inspecte visuellement le LM, puis l'équipage du LM s'éloigne à une distance de sécurité et déclenche le moteur de descente pour l'insertion de l'orbite de descente, ce qui l'amène à un périlune d'environ 50 000 pieds.
Fichier:apollo11-08.png|Descente motorisée Au périlune, le moteur de descente se déclenche à nouveau pour démarrer la descente. Le CDR prend le contrôle manuel après le basculement pour un atterrissage vertical.
Fichier:apollo11-09.png|Le CDR et le LMP effectuent une ou plusieurs EVA explorant la surface lunaire et collectant des échantillons, en alternance avec des périodes de repos.
Fichier:apollo11-10.png|L'étage de montée décolle, utilisant l'étage de descente comme rampe de lancement.
Fichier:apollo11-11.png|Le LM se retrouve et s'amarre au CSM.
Fichier:apollo11-12.png|Le CDR et le LMP retournent au CM avec leurs échantillons de matériaux, puis l'étage d'ascension du LM est largué, pour finalement tomber hors de son orbite et s'écraser à la surface.
Fichier:apollo11-13.png|Injection trans-Terre Le moteur SM se déclenche pour renvoyer le CSM sur Terre.
Fichier:apollo11-14.png|Le SM est largué juste avant la rentrée, et le CM tourne de 180° pour faire face à son extrémité émoussée vers l'avant pour la rentrée.
Fichier:apollo11-15.png|La traînée atmosphérique ralentit le CM. Un chauffage aérodynamique l'entoure d'une enveloppe d'air ionisé qui provoque une panne de communication pendant plusieurs minutes.
Fichier:apollo11-16.png|Des parachutes sont déployés, ralentissant le CM pour un amerrissage dans l'océan Pacifique. Les astronautes sont récupérés et amenés sur un porte-avions.
Fichier:Apollo-Moon-mission-profile.png|Professeur de vol lunaire