La course à la Lune (4)

De tous les engins spatiaux, ceux qui vont déposer des cosmonautes (ou un seul, comme il est prévu chez les soviétiques), demeurent le moins bien connu. L’engin n’est pas du tout ce que l’on croit, en ce qui concerne celui dont les documents abondent, pourtant, à savoir le LEM américain : d’apparence solide, c’est un engin extrêmement sophistiqué et ultra-léger dans sa construction, dont la moitié est faite de tubes. Le carburant à son bord représente près de 70% de son poids. On s’en aperçoit lors de sa construction, où des clichés le montrent "déshabillé". Tout son panneau arrière n’est qu’électronique. Son câblage électrique est un cauchemar d’électricien. Un appareil qui n’a pas cessé de changer d’apparence, depuis que Kennedy lui-même avait tenu une conférence devant une de ses maquettes, appelée alors LOR, chargée de montrer que les USA savaient déjà comment s’y prendre pour déposer deux hommes sur la lune, alors qu’il n’en était rien, ou presque. 

 

Assez rapidement, après les élucubrations des années cinquante, dont certaines signées Convair ou d’autres devenues attractions de parcs de jeux, celle de la fusée elle-même se posant sur la Lune, "à la Tintin" on en était arrivé à un principe majeur : l’engin qui descendrait ne comporterait pas la cabine de retour sur terre et serait bien distinct du reste du véhicule. Ce qui induit automatiquement la notion de l’obligation de rendez-vous spatial lunaire au retour : c’est le LOR, ou Lunar Orbit Rendezvous, définit clairement dès juillet 1962. En tant que tel, le "Lunar Excursion Module" comme on l’appelle tout de suite pourrait être fabriqué en matériaux plus légers. Mais devrait comporter des moyens de communications et de changements d’attitude très sophistiqués pour rejoindre Apollo. Les américains privilégiant la sécurité, il emporterait deux hommes : la conquête spatiale côté USA se fera donc obligatoirement à trois, le troisième larron attendant les deux autres en orbite lunaire. Très vite aussi, on est arrivé à la notion de LEM en deux parties, à savoir une embase qui servira de pas de tir lors du retour, et une cabine à deux places la surmontant, chargée d’extraire du sol lunaire les deux cosmonautes l’ayant visité. Vu sur le papier ça paraît extrêmement simple à réaliser et à construire : en réalité, le LEM sera un des pires casse-tête de la NASA. Logique : on n’a jamais déposé d’hommes sur la Lune auparavant, et aucun vaisseau non plus n’en a redécollé. A l’époque où le LEM est conçu on continue à explorer la Lune en s’y écrasant dessus et le premier appareil américain à orbiter au-dessus de la Lune envoyant des clichés ne le fera pas avant le 18 août 1966, quatre ans après le début des études. Comme on ne connaît pas non plus la résistance de la Lune, on n’a aucune idée non plus des amortisseurs à accoler à l’appareil, ni de la puissance de ses moteurs de freinage. En 1963, on sait déjà qu’on va utiliser une énorme fusée, que le module Apollo contiendra trois cosmonautes, mais on n’a pas encore défini comment sera exactement le LEM. Un petit film de la NASA résume déjà assez bien l’opération, où le véhicule le moins bien défini est bien... le LEM. 

 

Pour faire marcher le LEM, comme pour le module de commande la NASA fait comme les russes depuis Vostok, à savoir que le courant est apporté par des piles à combustible. C’est un pari risqué, car au moment ou ses engins sont mis en chantier, en 1961, donc, ce genre d’alimentation en courant passe encore pour hasardeux. Un temps, la NASA sera tentée par les piles à combustible encore plus innovantes, à membrane d’échange de protons, les PEMFC (proton exchange membrane fuel cells ) qu’elle venait de tester avec brio sur le programme Gemini (depuis Gemini V) mais le cap de l’innovation était vraiment trop important : pour Apollo, la NASA en revint à des piles à combustible alcalines récentes, certes, mais non révolutionnaires. Chez Gemini VII, déjà il y avait déjà eu quelques problèmes de courant avec les nouvelles PEMFC. Mais ce n’était rien au regard de l’une de ces fameuses piles plus classiques, à l’origine de l’explosion du module d’Apollo XIII, le 13 avril 1970 qui faillit coûter la vie à l’équipage. Les russes auront les mêmes déboires, par intermittence, le pire étant le vol catastrophique en tous points de Komarov.

 

Pour relier toutes les fonctions et les analyser en temps réel, le LEM possède un ordinateur de bord :  le même que celui du module de commande. Il dévore 70 watts et marche en 28 volts. La capacité totale de mémoire pour chacun est de ... 36K sur 14 bits. Oui, vous avez bien lu. Aucun méga, même pas la taille de la plus petite clé USB existante, loin de là. C’est la puissance d’un Commodore 64 de 1982... l’engin tournait à 2,048 Mhz (et calcule à 1 Mhz seulement) alors que le premier IBM PC de 1983 tournera à 4,77 Mhz déjà... et qu’aujourd’hui on est chez soi à 3 gigahertz. Sa mémoire est en tore de ferrites : elle offrait 12K pour le programme et 4K de mémoire-vive (RAM) utilisable : oui, vous avez bien lu : quatre kilo-octets de RAM (4K !), la plus petite barrette aujourd’hui étant d’1gigaoctet... Pas de disque dur, pas de lecteur de disquette, pour gérer toutes les commandes de l’appareil... le responsable de la merveille s’appelait Eldon Hall. Sans lui, ç’eût été un fiasco que de tenter la Lune. Bref, les hommes sont allés sur la Lune avec une simple calculatrice, mais qui était à l’époque très en avance ! Et dont l’interface simplissime était surnommée Dsky. D’ailleurs, l’engin de calcul de sauvetage, à bord, n’est autre qu’une HP 65, programmable par carte magnétique. L’appareil avait servi à contrôler deux trajectoires primordiales : "The HP-65 also served as a backup for Apollo’s on-board computer for two earlier maneuvers." C’est un vrai bijou pour l’époque : en France, en 1974, elle était vendue 4 950 F H.T. (754 euros)... c’est le prix d’une petite voiture... Aujourd’hui, très recherchée, elle est vendue plus cher. A l’intérieur de l’ordinateur de bord du LEM, on trouvait les tous premiers circuits intégrés. Ou plutôt pas mal, même : il y en avait 4000 d’installés ! "First computer built from "chips" (integrated circuits) - 4000 of them."

 

Le circuit intégré, imaginé il y a 3 ans à peine, en 1960, par John Kilby (décédé en 2005), avait été accepté par la NASA malgré sa jeunesse. L’ordinateur de bord, appelé AGC, pour Apollo Guidance Computer, a en fait eu un rôle primordial dans la décision d’aller sur la Lune et pour sa réussite. "Jim" Webb, qui avait été vice-président de la Sperry Gyroscope Company, le racontera plus tard. Un soir de septembre 1961, dans un dîner avec Jerry Wiesner, le conseiller technique de Kennedy, "Jim" Webb demanda à Stark Draper, du Johnson Space Center, surnommé Doc, le conseiller informatique de la NASA s’il pouvait fabriquer un appareil pouvant guider le vaisseau spatial US vers la Lune : "Can you design a guidance system that will take us to the Moon and back ?’ and Doc says ’Yes.’ Silence. And Jim says, ’Well, when can you have it ?’ Doc says, ’I’ll have it when you need it.’ Silence. And Jim said, ’Well, how will I know it will work ?’ And Doc says, ’I’ll go along with it and make sure it does.’" Draper n’avait vraiment pas trompé les responsables : si Apollo avait réussi, c’était aussi grâce à son électronique !

 

Pour ce qui est du véhicule lui-même, dès 1961, le laboratoire de Langley avait remis à la NASA son étude du problème, en choisissant trois options au départ : une légère, appelée "Lacet", comportant un module d’à peine 576 kilos à un seul pilote, capable de ramener 25 kilos de pierre lunaire, un second nommé "Economy" avec deux hommes, pour un engin d’une tonne pouvant ramener 45 kilos, et un dernier projet surnommé "Peluche" de 1794 kilos capable de rapporter 68 kilos de roche. C’est ce dernier qui avait eu immédiatement la faveur de tous les spécialistes : la première option étant jugée bien trop dangereuse et la seconde trop bâtarde. Un concours est donc lancé pour définir au mieux ce que sera le LEM, sur la base des directives de la troisième proposition de Langley. 11 firmes sont contactées le 25 juillet 1962, et 9 vont remettre leur copie. Parmi celles-ci, le projet de Convair, qui se caractérise par un engin monobloc, muni d’une étrange pointe à l’avant pour assurer l’accrochage lors du rendez-vous de retour et des verniers disposés au bout de longs bras basculants. L’engin est d’une laideur infinie, mais propose un confort interne louable : les deux cosmonautes voyagent assis. Republic ne fera guère mieux, avec un engin plus proche du modèle final, avec un très étrange véhicule de remontée en forme de montgolfière.... Finalement, c’est Grumman qui l’emporte, avec un engin en deux parties, résumé en deux blocs de balsa et cinq tiges de fer pour faire les pieds. Et des cosmonautes encore assis. Possédant deux accès : un pour descendre sur la Lune (face à l’engin), l’autre pour remonter dans le vaisseau Apollo (sur le dessus). C’est la bonne configuration, la plus simple et la plus évidente : ça ne sert à rien de remonter... avec les pieds encore accrochés au vaisseau de visite ! En novembre 1961, les jeux sont faits : c’est le projet de Grumman qui l’emporte, avec Bell et Rocketdyne pour la partie fusées. Il est officiellement présenté, avec ses hublots bombés, ses sièges d’aviation et ses... cinq pieds. Trois choses qui seront modifiés en cinq ans. Les gens de Gumman vont surtout passer les années suivantes à faire la course au poids. Chaque demande de la NASA, c’est un poids supplémentaire. Jim Webb le reconnaîtra : la NASA, en 1961 n’a aucune idée de ce qu’elle souhaite vraiment ! "Grumman officials did not really know what NASA wanted. It was, in Kelly’s words, "an example of ignorance in action, . . . at least on our part." Le 14 janvier 1963 c’est officiel pour un peu moins de 400 millions de dollars, Grumman fabriquera plusieurs LEM : On 14January 1963, NASA told Grumman to begin development of the lunar module, although the contract was not signed until early March, at a revised cost figure of $387.9 million". (pour une année !) Grumman n’est pas plus avancé question tenue lunaire : en 1960, elle proposait encore une espèce de scaphandre ridicule au casque énorme, rivé sur la combinaison, qui aurait bien eu du mal à entrer ou sortir de son propre LEM... muni de son parasol, c’est à mourir de rire.

 

Pour ce qui est des simulateurs réels ; idem : les premiers ont aussi un cosmonaute assis comme pilote...(à noter ici la cabine empruntée à un hélicoptère Bell !). L’engin qui va tenter de servir de LEM terrestre, un assemblage de tubes autour d’un réacteur General Electric CF-200 V2 et de buses d’éjection n’est pas vraiment une bonne idée : il est bien trop dangereux, comme va l’expérimenter à ses dépens Arsmstong lui-même. Il y a aura deux LLRV pour Lunar Landing Research Vehicle et trois Lunar Landing Training Vehicles (LLTVs). Même relié sous portique l’appareil demeure dangereux. Sur les cinq, trois seront détruits par accident. Le 6 mai 1968, sur le premier modèle ; Armstrong s’éjecte à une seconde près de l’explosion au sol de l’appareil crashé. Il y gagnera ses galons de premier homme sur la Lune en restant d’un calme olympien durant toute la durée de l’accident (ici une reconstitution). L’entraînement étant soumis aux aléas de cette machine capricieuse, les premiers hommes à mettre le pied sur la Lune lui devront leur place en fait : Buzz Aldrin était la seule personne à avoir testé entièrement le LLTV. A deux, avec Armstrong, et 28 vols au compteur, ils étaient les seuls qualifiés prêts à alunir en juillet 1969. Ce sont eux que la Nasa sélectionnera, pour des tas de raisons, mais celle de leur connaissance du vol réel en configuration LEM avait dû jouer pour beaucoup.

 

L’évolution du LEM sera donc constante de 1963 à 1969. L’engin va grossir, et changer de look. Et s’enlaidir, comme s’en moquera une publicité Volskwagen : "Il est moche, mais il vous a amené à-bas". Il deviendra de plus en plus "The Spider", l’araignée, avec longues pattes réduites à quatre et ses embouts contacteurs : s’ils touchent le sol, le moteur de descente s’éteint en quelques secondes (comme ici avec Apollo XVI) . Un par un, les techniciens de Grumman effaceront leurs propres erreurs. En premier les vitres bombées, trop grandes et donc trop lourdes. Devenues carrées et encore trop lourdes, elles finiront triangulaires et minuscules, mais incurvées dans le bon sens, vers le sol, pour des vitres censées servir de cockpit d’atterrissage. Un petit vitrage au dessus de la tête des cosmonautes permet de viser Apollo lors de la rencontre de remontée. En second les sièges : pour le peu de temps de la montée ou de la descente, ils sont inutiles. Enfin les pieds, qui de 5 passeront à 4 seulement pour mieux se loger repliés dans la coiffe derrière la cabine Apollo et le module de commande. Le poids sera l’ennemi juré durant toutes les années de développement. Si l’on voit sur toutes les maquettes un engin qui devient de plus en plus à facettes planes, on ignorera longtemps que ce n’était pas nécessairement du métal. Une bonne partie de l’engin est composée de tubes, et son arrière notamment est habillé de... dacron. Du tissu, dont certains morceaux de l’arrière pendouilleront, arrachés par le reflux des fusées d’atterrissage ou de redécollage. Les réservoirs extérieurs sont habillés de tôle mince. Très mince. Seul l’élément central est de style aviation en aluminium rigide. Au retour vers la cabine Apollo, le dessous du LEM voit ses tôles soufflées et déformées par le le jet de décollage. La poussière s’est insinuée partout. A l’intérieur, les tenues des cosmonautes ayant visité la Lune, abandonnées, sont noires de poussière lunaire.

 

Les essais démontreront aussi que la trappe de sortie initialement ronde ne conviendra pas : le cosmonaute muni de son lourd équipement sur le dos y reste coincé : elle deviendra donc carrée. Les amortisseurs à gaz prévus au départ sont eux aussi abandonnés au profit d’une structure en nid d’abeille qui s’écrase progressivement : c’est plus logique, ils ne serviront qu’une fois. Ils resteront sur place. Ecrasés. C’est comme pour les sièges, supprimés, pour le peu de temps de pilotage réel.... ce qui fait que les cosmonautes pourront s’asseoir sur le sommet de la tuyère de remontée, ou s’installer dans des hamacs dressés en travers de la cabine pour se reposer : le LEM invente aussi le camping spatial. Plutôt spartiate. En fait, le LEM est un savant assemblage de divers réservoirs, (voir photo fournie en bas de l’article) dans lequel on a laissé quelque espace pour caser les deux téméraires en scaphandre. Avec toutes ces modifications, l’appareil est devenu très complexe. L’engin prévu en 1962 à moins de deux tonnes en fait... plus de quinze malgré son "habillage" en matériaux légers ! Mais pour tout dire, tout le reste est carburant ou électronique : à vide, il est resté dans sa gamme de 2 tonnes pour chacun des deux éléments ( étage de descente et de montée) qui le composent ! Au total, les 7 années de recherche et du construction du LEM reviendront à 3 443 874 dollars... jolie facture pour des engins ayant tous finis... carbonisés dans l’atmosphère terrestre ou fracassés sur la Lune. Pas un seul exemplaire n’est similaire à son prédécesseur, sauf peut-être pour les trois derniers exemplaires.

Pour ce qui est des excursions proprement dites, là aussi on a abandonné les projets délirants ou les plus fous pour fabriquer une voiture-buggy à deux places pliante capable de tenir dans un des compartiments à outils du LEM. Oublié, l’énorme MOLAB de... Grumman, ou son véhicule simplifié de 1965, alors que la proposition de Bendix annonçait assez bien, globalement, les formes globales du rover lunaire ! Mis au rencart le bâton de pogo lunaire ! Quatre exemplaires du buggy complexe (sans volant  !) seulement seront construits par Boeing-Delco, à un prix nettement inflationniste. L’engin sera martyrisé par certains cosmonautes notamment ceux d’Apollo XVII. A noter que ces roues ne sont pas des pneus, jugés trop dangereux (et trop risqués !), mais un grillage. Avant d’avoir recours à la buggy, les cosmonautes utiliseront une... brouette, la "Modular Equipment Transporter"... en bon jardiniers lunaires. Mais il semble bien qu’on ait pensé aussi à autre chose : on a retrouvé un étonnant cliché montrant l’essai d’une petite moto électrique en vol d’apesanteur d’essai avec un cosmonaute en tenu d’Apollo qui laisse entrevoir qu’on avait aussi pensé à ce moyen de propulsion ! Trop risqué, semble-t-il !

 

De l’autre côté, l’assemblage lunaire russe de Korolev ressemble en effet assez à celui des américains, au final. Et le rendez-vous lunaire obligatoire est le même, pas de coup direct. Il est plus long d’un bon tiers, les russes avec le LOK-Soyouz ayant séparé le module de vie (sphérique) du module de rentrée. Les deux véhicules sont enchâssés repliés dans une coiffe dont il faut les extraire, mais la grande différence entre eux c’est que pour les russes, pour entrer dans le module de descente, il faut effectuer une sortie dans l’espace : c’est sans nul doute pour ça qu’ils choisiront Leonov pour être "leur" Armstrong. Gagarine décédé dans un accident d’avion le 27 mars 1968, l’aéronautique soviétique avait logiquement placé Léonov comme étant son successeur dans le cœur des soviétiques. Car les russes avaient bien prévu un véhicule de descente, mais destiné à un seul cosmonaute, et d’une rusticité qui confine à la simplification ultime. Le LK, testé comme il se doit lors d’au moins quatre expéditions de Comos : "LK, that was tested in Earth orbit during the Kosmos 379, 398, and 434 missions of 1970 and 1971." Un modèle "Cosmos" avait bien testé un LK complet ou presque, devenu "T2K", une fois ses pieds enlevés. Les russes ont bien passé leur temps à tout tester sous la bannière fort pratique des labels "Cosmos". Destiné à un seul homme, il est donc obligatoirement plus petit que le LEM. Et ne pesait que le 1/3 environ : 5,5 tonnes seulement (dont 3,8 au redécollage). Comparativement, il est bien plus lourd, étant donné sa taille fort réduite. Le même procédé que le LEM d’absorption des chocs avait été retenu, celui de l’écrasement de cellules en nid d’abeilles. Pour la descente, les russes avaient prévu une échelle évitant le petit bon final d’Armstrong (ou d’Aldrin ici). L’appareil était muni de modules de communication et de guidages sophistiqués, permettant un rendez-vous entièrement automatique avec le LOK. A la différence du LEM, quand le LK redécolle, il ne laisse que les pieds et une embase, mais se sert du même moteur pour remonter : il est prévu de dépenser 280 kg de carburant pour se poser et il en resterait alors plus de 2 000 kg pour remonter. Comme c’est la même tuyère qui sort, à l’atterrissage, une fois éteint, un clapet vient fermer la buse de tuyère pour ne pas ingérer de poussières lunaires. Tout était prêt.... à part que personne ne l’avait testé avant, ce que les américains avaient fait déjà à deux reprises déjà : avec Apollo IX de Scott, McDivitt et Scweickhart, et un LEM baptisé... Spider, pour un vol en orbite terrestre, et une répétition complète de l’atterrissage de juillet 1969, avec Apollo X A part que cette fois  "l’araignée" surnommée Snoopy de Cernan (qui foulera le sol lunaire avec Apollo XVII), Young (qui descendra avec Apollo XVI) et Stafford descendra et s’arrêtera à 15,6 km de la surface lunaire. Ce n’est pas du rase-mottes, mais c’est bien le dernier essai avant l’atterrissage final. Mais ce ne seront pas les premiers à mettre le pied sur la Lune. Un record sera néanmoins battu par cet équipage de cosmonautes rodés : celui de la plus grande vitesse atteinte par l’homme, 39 897 km/h, le 26 mai 1969, lors de leur retour dans le Pacifique. La capsule en restera bien détériorée mais résistera : tout est donc prêt pour l’assaut final. Dans deux mois à peine. Sauf imprévu soviétique de dernière minute.

 

Les américains, depuis février, sont en fait extrêmement confiants : la CIA leur a dit que le concurrent russe est dans les choux avec une fusée de 100 m de haut qui a volé à peine plus d’une minute avant de se volatiliser, le 21 février précédent. Au vu des dégâts, il leur faudra bien cinq bon mois pour tout réparer. Le 3 juillet, ils ont définitivement perdu la course à la Lune : un second exemplaire de N-1 explose à nouveau. Les américains ont déjà gagné : les russes ne mettront jamais le pied sur la Lune avant eux. Mais ils peuvent toujours en ramener un morceau avant, les connaissant...qui sait ?