Le module de commande d'Apollo 11 lors de son voyage vers la lune.
(Image: © NASA)
Lorsqu'une explosion a secoué le module de service d'Apollo 13 le 13 avril 1970, le rôle vital du véhicule et celui du vaisseau spatial du module de commande attaché sont soudain devenus limpides.
Les astronautes perdu un réservoir d'oxygène instantanément, et l'autre a été gravement endommagé. Le moteur vital qui devait ramener les astronautes à la maison a été mis hors service. Les trois membres d'équipage sont rentrés chez eux, mais à peine - et seulement en utilisant le module lunaire attaché comme canot de sauvetage.
Bien sûr, le module lunaire avait de l'oxygène, de l'eau et de l'énergie. Mais il n'en avait pas assez pour soutenir facilement trois personnes pendant les quatre jours nécessaires pour rentrer chez eux. Et bien sûr, le module lunaire portait un moteur capable d'amener les astronautes en orbite terrestre depuis le voisinage de la lune. Mais c'était loin de ce que l'atterrisseur était censé faire, et le faire était une entreprise délicate.
Ainsi, alors que les atterrissages lunaires du programme Apollo, qui ont commencé il y a 50 ans ce 20 juillet, seront à l'esprit dans les semaines à venir, le module de commande mérite son heure sous les projecteurs. Ce sont les astronautes de l'engin spatial qui se sont assis pendant la fusée vers l'espace, et dans la plupart des cas, sur le chemin du retour. Après tout, seul le module de commande avait un écran thermique.
Certains historiens, comme Mike Neufeld, conservateur principal au Smithsonian National Air and Space Museum, ont fait valoir que le module de commande ne pouvait pas être décrit comme son propre vaisseau spatial, car c'était le module de service attaché qui avait tout l'équipement qui permettait le module de commande Pour fonctionner. (Neufeld préfère donc le terme module de commande et de service, a-t-il déclaré à Space.com, un usage que la NASA a également fréquemment utilisé.)
Mais que ce soit isolément ou en collaboration avec son partenaire, une chose était sûre: le module de commande a été inspiré par tous les vaisseaux spatiaux de la NASA qui l'ont précédé. La grande différence? Le module de commande d'Apollo était plus grand et pouvait résister à plus de chaleur lorsque les astronautes pénétraient dans l'atmosphère terrestre à des vitesses plus élevées.
Développement
Apollo était le dernier de trois programmes d'engins spatiaux qui ont progressivement amené la NASA à des missions lunaires en équipage. Mercure était un simple vaisseau spatial à une personne qui fonctionnait principalement sur pilote automatique, bien qu'un astronaute puisse prendre le relais à des moments cruciaux, comme lors de l'atterrissage.
Gémeaux, qui a été développé après que les ingénieurs ont commencé à travailler sur Apollo, une étape plus grande que Mercure, transportant deux astronautes. Les vaisseaux spatiaux de la série Gemini ont testé des jalons vitaux de la mission lunaire, tels que l'accostage et la facilitation de sorties dans l'espace alors qu'ils étaient encore en orbite terrestre.
Mais ce serait le module de commande d'Apollo qui volerait vers la lune. Il a été développé par North American Aviation. (Cette société fut connue plus tard sous le nom de North American Rockwell et fait aujourd'hui partie de Boeing.)
Le module de commande avait un nez cylindrique plus large et plus plat que le vaisseau spatial Mercury ou Gemini, a déclaré Neufeld. La conception d'Apollo était entièrement recouverte d'un bouclier thermique, bien que la partie la plus épaisse se trouve à l'arrière. Apollo ordinateur, bien que facilement dépassé par les téléphones portables d'aujourd'hui, était une merveille du jour, basée sur la puce intégrée à calcul rapide, plutôt que sur les transistors à semi-conducteurs utilisés pendant les Gémeaux.
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Pratiquement parlant, le module de commande n'a volé de lui-même que pendant les quelques heures précédant la rentrée, fonctionnant sur piles à cette époque. Sinon, il s'est appuyé sur le module de service, qui utilisait des piles à combustible pour l'alimentation électrique, une innovation Gemini qu'Apollo a poursuivie, a déclaré Neufeld. Ces piles à combustible générées l'eau comme déchet, que les astronautes ont pu boire, dans une première pour le vol spatial américain.
L'une des caractéristiques uniques du module de commande par rapport aux engins spatiaux précédents était une station de navigation équipée d'une télévision et d'un sextant, a déclaré Neufeld. "C'était pour que les astronautes, en théorie, puissent rentrer chez eux s'ils perdaient le contact avec le sol", a-t-il déclaré.
Mais l'arrangement n'était pas parfait. La station de navigation avait une plate-forme de guidage basée sur des gyroscopes, qui ont tendance à "dériver" ou à perdre en précision avec le temps. Ainsi, pendant la plupart des missions, les astronautes ont dû réaligner de temps en temps la plateforme de guidage.
Cela est devenu l'un des problèmes les moins connus d'Apollo 13. Après l'explosion initiale, les débris et l'oxygène résultant du réservoir détruit se sont accrochés autour du vaisseau spatial dans une démonstration désagréable de l'attraction de la gravité. L'encombrement a rendu difficile pour les astronautes d'aligner leur plate-forme de guidage pour le voyage de retour. Au lieu de cela, en consultation avec le contrôle de mission, l'équipage a utilisé des mesures telles que l'alignement avec la ligne entre le jour et la nuit sur Terre pour revenir en toute sécurité.
Changement de design
Le module de commande et de service a subi trois modifications de conception majeures au cours de sa durée de vie, a déclaré Neufeld. Le premier est venu après Apollo 1, lorsqu'un incendie au sol mortel a tué trois membres d'équipage le 27 janvier 1967, alors qu'ils exécutaient un décollage d'entraînement sur la rampe de lancement.
Apollo 1 a utilisé la première version "Block 1" du module de commande, qui utilisait des hachures externes et internes imbriquées pour un joint plus serré. Lorsqu'un incendie s'est déclaré à l'intérieur du vaisseau spatial, l'équipage n'a pas pu sortir. Pire encore, l'intérieur était rempli d'articles inflammables maintenus dans des conditions inflammables. Il s'agissait de risques d'incendie que la NASA et son fabricant n'avaient pas pris en compte.
À la suite de l'accident, North American Aviation a repensé le vaisseau spatial "pour éliminer les dangers du câblage", a déclaré Neufeld, et retirer les matériaux inflammables du module. La NASA est également passée à la version Block 2 du vaisseau spatial, qui avait une trappe qui pouvait être ouverte en quelques secondes.
Apollo 13 a provoqué un autre changement. le explosion elle-même, la NASA a réalisé plus tard, a été causée par une série de problèmes de câblage et de manipulation au sol. Ces problèmes ont déclenché un incendie dans le module de service, qui a fait exploser l'un des réservoirs d'oxygène et a déchiré la connexion de l'autre, a expliqué Neufeld.
L'oxygène était vital non seulement pour faire respirer les astronautes, mais aussi pour l'énergie, car il alimentait les piles à combustible. Ainsi, après Apollo 13, un troisième réservoir d'oxygène a été ajouté au module de service sur le côté opposé de la baie des réservoirs d'oxygène par les piles à combustible, a déclaré Neufeld. "Il a fourni de l'oxygène de secours en cas de problème qui a fait tomber les deux autres réservoirs d'oxygène", a-t-il déclaré.
Le dernier changement majeur apporté au module de commande et de service est venu en ajoutant un quadrant au module de service pour Apollos 15, 16 et 17. Ces dernières missions sur la Lune étaient fortement axées sur la science. Cette priorité signifiait un horaire chargé pour l'astronaute qui restait dans le module de commande pendant que les deux autres membres d'équipage exploraient la lune.
L'astronaute du module de commande prendrait des photos et effectuerait des expériences tout en restant à l'intérieur du vaisseau spatial. Ensuite, sur le chemin du retour, cet astronaute effectuerait une sortie dans l'espace pour récupérer le film d'une caméra photographiant la surface de la lune de l'extérieur du vaisseau spatial, ainsi que tout ce qui devait retourner sur Terre, a déclaré Neufeld.
Ces jours-ci, l'héritage du module de commande perdure dans de nouveaux vaisseaux spatiaux conçus pour voler dans les deux prochaines années. Ceux-ci comprennent deux véhicules d'équipage commerciaux, Crew Dragon de SpaceX et Le CST-100 Starliner de Boeing, chacune conçue pour amener des équipages à la Station spatiale internationale. La NASA construit également son propre successeur au module de commande, un vaisseau spatial lunaire appelé Orion, qui devrait être testé lors de son premier voyage autour de la lune au plus tôt en 2020.
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