Les Missions Apollo

47 Pages·2005·1.37 MB·French

Les
Missions
Apollo

Morgane Rault
Fabien Fresneau
Josselin Mosset
Guillaume Nivet

Promo 107
Σοµµαιρε

I – La conquête spatiale et les évènements qui ont amené les missions Apollo. (Guillaume)

II – Les 19 missions Apollo (Josselin et Fabien)

III – Les projets sur la Lune et Mars (Moragane)
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I – La conquête spatiale et les évènements qui ont amené
les missions Apollo.

1) Historique de la conquête spatiale

EVENEMENTS REALISATIONS PAYS
Premier satellite artificiel Spoutnik 1 lancé le 4 octobre 1957 (URSS)
Premier être vivant envoyé dans La chienne Laika fut envoyée à bord de
(URSS)
l'espace Spoutnik 2 en novembre 1957
Premier satellite dirigé en direction de
Luna 1 lancé le 2 janvier 1959 (URSS)
la lune
Premier objet terrestre à rentrer en Luna 2 s'est écrasé sur la lune en
(URSS)
contact avec la lune septembre 1959
Premières photos de la face cachée de
le 4 octobre 1959 avec Luna 3 (URSS)
la lune
Premier engin récupéré avec succès La capsule de Discoverer 13 mis en
(USA)
depuis l'espace orbite le 10 août 1960.
Deux chiennes embarquées à bord du
Premiers êtres vivants ramenés du
deuxième prototype de Vostok lancé le (URSS)
cosmos
19 août 1960
Youri Gargarine a bord de Vostok 1 le
Premier homme dans l'espace (URSS)
12 avril 1961
Premier astronaute en orbite autour de
John Glenn le 20 février 1962 (USA)
la terre
le 27 août 1962 avec le lancement de la
Premier tir vers Vénus réussi sonde Mariner 2 qui survolera Vénus le (USA)
14 Décembre a 41000 km
le 1er novembre 1962 avec la sonde
Premier tir vers Mars (URSS)
Mars1
Première femme dans l'espace (et seule Valentina Tereshkova à bord de Vostok
(URSS)
jusqu'en 1977) 6 le 14 juin 1963
Alexei Leonov, pendant la mission
Premier homme hors de sa cabine d'une journée du vaisseau Voskhod 2 le (URSS)
18 mars 1965
le 15 décembre 1965 entre Gemini 6 et
Premier rendez-vous spatial (USA)
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Première sonde ayant aluni en douceur Luna 9 le 31 janvier 1966 (URSS)
Premier satellite artificiel lunaire Luna 10 parti le 31 mars 1966 (URSS)
Premier objet terrestre revenu de la Zond 5, un prototype du Soyouz lunaire (URSS)
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banlieue lunaire lancé le 14 septembre 1968
Apollo 8 lancé le 21 décembre 1968
Premier vol habité satellisé autour de la embarqua trois hommes qui passèrent
(URSS)
lune Noël a 112 km au dessus de la surface
lunaire
Armstrong le 20 juillet 1969 avec
Premier pas sur la lune (USA)
Apollo 11 lancé le 16 juillet
Lunakhod 1 emporté par Luna 17 lancé
Premier véhicule automatique lunaire (URSS)
le 10 novembre 1970
Première station orbitale satellisée Saliout 1 le 19 avril 1971 (URSS)
Première sonde dirigée en direction de
Pioneer 10 partie le 18 mai 1972 (USA)
Jupiter
Premier objet à quitter le système Pionneer 10 après avoir approché
(USA)
solaire Jupiter le 3 décembre 1973
Première sonde en direction de Saturne Pioneer 11 lancé le 6 avril 1973 (USA)
Skylab est mise sur orbite le 14 mai
Première station orbitale américaine (USA)
1973
L'orbiteur du "Spaceshuttle" dont le
Premier véhicule spatial réutilisable premier vol plané expérimental a eu (USA)
lieu le 13 aout 1977
Premier homme de l'espace ni russe ni Le tchèque Vladimir Remek a passé
(TC)
américain une semaine dans Saliout 6 en 1978
La fusée franco européenne Ariane L-
01 s'envole le 24 décembre 1979 et le
Premier vol de la fusée européenne (EUROPE)
lanceur est déclaré opérationnel le 20
décembre 1981
Jean Louis Chrétien envoyé dans
Premier spationaute français l'espace le 24 juin 1982 pour une (FRANCE)
mission d'une semaine dans Saliout 7
Le fauteuil fusée MMU embarqué a
Premier fauteuil fusée utilisé dans
bord de la navette Challenger lancée le (USA)
l'espace
3 février 1984
le dépannage du satellite américain
Solarmax a eu lieu au cours de la
Premier dépannage de l'espace (USA)
11ème mission du Shuttle qui a débuté
le 4 avril 1984
Première station qui réunira russes et La station orbitale Mir mise sur orbite
(RUSSIE)
américains le 19 février 1986

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2) Le contexte international

“Ma conviction est que notre nation doit s’engager à atteindre, avant la fin de
la décennie, l’objectif de poser un homme sur la Lune et de le ramener sur Terre
en toute sécurité. Aucun autre projet spatial sur cette période ne sera plus
impressionnant pour l’humanité ou plus important pour l’exploitation à long terme
de l’espace. Et aucun ne sera plus difficile ou plus coûteux.” Ces mots, le
président John Fitzgerald Kennedy les prononce lors de son discours sur l’état
de l’Union devant le Congrès américain le 25 mai 1961. C’est clairement un défi
lancé aux Soviétiques. La guerre froide est alors à son paroxysme. Les États-
Unis viennent d’essuyer un échec cuisant à Cuba avec l’opération avortée de la
baie des Cochons. Et dans l’espace, les Soviétiques cumulent les premières :
Spoutnik 1, premier satellite artificiel jamais lancé, fait entendre son fameux
“bip-bip” le 4 octobre 1957 ; peu après, la chienne Laïka est le premier être
vivant à être mis sur orbite ; la sonde Luna 3 prendra les premières
photographies de la face cachée de la Lune le 7 octobre 1959. Lorsque le 12 avril
1961, l’Union soviétique lance Vostok 1 avec, à son bord, Youri Gagarine, le
premier homme de l’espace, la coupe est pleine pour les États-Unis. Le 5 mai
1961, Alan Shepard, à bord de la capsule Mercury, inaugure enfin les vols habités
américains. Mais les Soviétiques ont une longueur d’avance.

Dans le développement de la technologie des lanceurs, les États-Unis
disposent pourtant depuis 1945 d’un atout de taille en la personne de Wernher
von Braun, l’ingénieur créateur des fusées V2 de l’Allemagne nazie. Le vice-
président Johnson, ami de von Braun, est acquis aux programmes spatiaux. C’est
lui qui va pousser Kennedy. Le président des États-Unis veut avant tout un
symbole fort pour restaurer la suprématie américaine. Johnson lui répond sans
ambiguïté : la conquête de la Lune est possible, moyennant un “gros effort”.

3) Le programme Mercury

Pour leur premier vol Mercury, les américains ont utilisé une
fusée Redstone. Il s'agit d'un missile sol-sol construit par
Chrysler et dont la mise en service a eu lieu en 1953. Long
de 21m, il a une masse de 28 tonnes.
Le 05 mai 1961, le vol MR-3, c'est le vol de Shepard. Le
programme MR se terminera le 21 juillet 1961 avec le vol
balistique de Grissom (opération MR-4) qui verra la perte de
la cabine (à l'amerrissage) à la suite d'une explosion
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prématurée des systèmes de l'écoutille.
La première génération de cabine américaine est la Mercury, avec une masse de
1.360Kg. Cette masse a été imposée par la capacité du lanceur, la fusée Atlas
sous sa version à 1 étage et demi, dite Atlas-Mercury...
Ainsi la firme McDonnell a réussi à construire une cabine conique dont la
structure représente 300kg seulement, pour un diamètre de base de 1,75m.
Cette dimension hors-tout laissant 1,45 pour l'astronaute qui est astreint à
voyager comme assis sur une chaise dans un espace exigu, médiocrement
climatisé et ne permettant que difficilement des observations de la Terre.
Il était équipé de 2 manches à balai (dont un de secours), et l'astronaute pouvait
le piloter avec une grande souplesse.
Description des différentes missions "Mercury"
Coût du programme : 437 millions de dollars
Date de Durée de
Capsules Equipage Observations
lancement vol
Mercury-MR Alan 05-05- Alan Shepard fait un bond de 15 min 22 s à une
15mn22s
SHEPARD 1961 altitude de 187 km. Il parcourt 485 km
Mercury-MR Virgil 27-07- Virgil Grissom fait un bond de 15 min 37 s à une
15mn37s
GRISSOM 1961 altitude de 188 km. Il parcourt 486 km
Mercury-MA-6 John GLENN 20-02- John Glenn fait un vol de 4 h 55 min 23 s à une
4h55mn23s
1962 altitude de 256 km. Il parcourt 125 000 km
Mercury-MA-7 Scott 24-05- Scott Carpenter fait un vol de 4 h 56 min 5 s à une
4h56mn05s
CARPENTER 1962 altitude de 267 km. Il parcourt 125 000 km
Mercury-MA-8 Walter 03-10- Walter Schirra fait un vol de 9 h 13 min 11 s à une
9h13mn11s
SCHIRRA 1962 altitude de 283 km. Il parcourt 250 000 km
Mercury-MA-9 Gordon 15-05- Gordon Cooper fait un vol de 34 h 19 min 49 s à une
34h19mn49s
COOPER 1963 altitude de 267 km. Il parcourt 900 000 km
Total : 53 heures 55 minutes 27 secondes

4) Le programme Gémini

Tel est le nom donné à un véhicule biplace de 3.200 kg dont la
construction a été décidée après l'adoption du programme
Apollo, et non sans avoir rencontré l'opposition de spécialistes
aux yeux desquels les Américains auraient dû passer de Mercury
à Apollo sans étape intermédiaire.
L'étape Gemini va revêtir une très grande importance. Alors que la préparation
du matériel Apollo est plus ardue que prévue, elle permettra aux Américains de
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créer des techniques éprouvées.La cabine Gemini possède en effet un système
propulseur comportant 8 moteurs de 11,5 kg de poussée, 2 moteurs de 38 kg, 2
moteurs de 45 kg. Elle est mise en orbite par un lanceur Titan II (les Etats-Unis
ayant produit en un temps record cet excellent lanceur à deux étages). La
décision est faite d'effectuer un tir tous les deux mois.
Description des différentes missions "Gemini"
Coût du programme : 1 303 millions de dollars
Date de
Capsules Equipage Durée de vol Observations
lancement
Virgil Premier changement d'orbite
23-03- 04h52mn31s
Gemini-3 GRISSOM Ils testent la cabine, réalisant des changements
1965 3 révolutions
John YOUNG d'orbite expérimentaux.
James Mc
Sortie de White, contrôlant ses déplacements au
DIVITT 03-06- 97h56mn12s
Gemini-4 moyen d'un pistolet à oxygène (commencement du
Edward 1965 66 révolutions
premier élément d'un atlas spatial de la Terre).
WHITE
Gordon
COOPER 21-08- 190h55mn14s Vol orbital de 8 jours - reconnaissance
Gemini-5
Charles 1965 127 révolutions photographique.
CONRAD
Frank
BORMAN 04-12- 330h35mn01s Vol orbital de 14 jours - observations médicales -
Gemini-7
James 1965 219 révolutions préparatif à la jonction avec Gemini-6
LOVELL
Walter
SCHIRRA 15-12- 25h51mn24s Premier rendez-vous avec Gemini-7, les deux
Gemini-6
Thomas 1965 17 révolutions cabines volent à quelques mètres l'une de l'autre.
STAFFORD
Première jonction dans l'espace avec une fusée cible
Neil
16-03- 10h41mn26s Agena. Par suite d'un blocage d'une valve en cours
Gemini-8 ARMSTRONG
1966 7 révolutions de rotation, l'expérience doit être arrêtée et la
David SCOTT
mission terminée.
Thomas
Arrimage impossible à une cible ATDA, dont le
STAFFORD 03-06- 72h20mn50s
Gemini-9 cône protecteur ne s'est pas détaché. Cernan sort
Eugene 1966 48 révolutions
toutefois pendant 02h09mn dans l'espace.
CERNAN
John YOUNG
18-07- 70h46mn39s Deux sorties de Collins. Rendez-vous réussi avec
Gemini-10 Michael
1966 46 révolutions une cible Agena.
COLLINS
Charles Deux sorties de Gordon. Rendez-vous réussi avec
CONRAD 12-09- 71h17mn08s une autre Agena dès la première révolution. Puis
Gemini-11
Richard 1966 47 révolutions utilisant le moteur de cette fusée, ils effectuent un
GORDON bond à 1.365 km de la Terre. Le vol dure 3 jours.
James
Ils restent quatre jours en orbite. Trois sorties
LOVELL 11-11- 94h34mn31s
Gemini-12 d'Aldrin, testant les techniques du travail dans
Edwin 1966 62 révolutions
l'espace. Les sorties vont totaliser 05h37mn.
ALDRIN

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5) Les conséquences sur la NASA

Evolution des ressources de la NASA entre 1960 et 1973

L'expérience aidant et les années passant, le budget de la NASA monta
exponentiellement jusqu'en 1964 en suivant la courbe croissante du nombre de
ses contractants. Fin 1964, sous la nouvelle Administration Johnson, le budget
global de la NASA avait dépassé 5 milliards de dollars et l'agence rassemblait
plus de 400000 employés et sous-contractants ! Personne n'aurait imaginé
qu'une démocratie, aussi grande fut-elle, aurait pu investir autant d'argent à
des seules fins... politiques.

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II Les missions Apollo
1) Apollo c’est aussi la fusée Saturn V

En 1944, le scientifique Allemand Wernher von Braun, qui avait mis au
point les fusées V2, dont plusieurs centaines bombardèrent l'Angleterre et le
nord de l'Europe à la fin de la seconde guerre mondiale, affirmait avoir acquis les
techniques de lancement d'une fusée à trois étages capable d'atteindre la Lune.
Wernher von Braun, comme nombre de ses condisciples, a été arrêté par les
Américains à la fin du conflit, et "prié" de participer aux programmes
d'expérimentation spatiale des Etats-Unis.

Un nombre très important de tests ont été effectués par la NASA pour
déterminer quel serait le type de matériel capable de mener à bien la mission
lunaire, et ce n'est qu'assez tard que la solution préconisée par Wernher von
Braun a été adoptée, tout au moins en ce qui concerne le lanceur : la solution
définitive correspond à la fusée Saturn V, ci-dessous.

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Cette fusée est haute de 111 mètres environ, pour une masse de 2700 tonnes, et
emporte trois hommes, avec leur matériel d'exploration lunaire.

Mais pourquoi trois étages, et une fusée aussi importante ?

Il faut une puissance extrême pour satelliser une masse aussi importante
que celle représentée par le véhicule spatial Apollo dans son ensemble.
Satelliser, cela veut dire arracher partiellement à l'attraction terrestre, et
faire faire à la fusée, sans l'aide d'une énergie supplémentaire, le tour de la
Terre : il faut qu'en très peu de temps, la fusée atteigne la vitesse de 5,8
kilomètres à la seconde. D'où la nécessité d'emporter une grande masse de
carburant (qui sera consommée très rapidement), d'où une taille de fusée
importante. Dès qu'un réservoir de carburant est vide, il ne sert plus à rien, et
au contraire, il alourdit inutilement la fusée. D'où la nécessité de s'en séparer.
C'est le cas des deux premiers étages du lanceur Saturn V, qui sont largués
avant même la satellisation complète du vaisseau Apollo.

Le premier étage du lanceur, qui mesure environ 45 mètres de haut, est
composé de deux énormes réservoirs, l'un de kérosène, l'autre d'oxygène
liquide, le second servant à assurer la combustion du premier. Ces deux "ergols"
alimentent cinq moteurs gigantesques (photo ci-dessous).

On ne voit ici que l'un des cinq moteurs, mais la
comparaison avec la taille de l'homme, en bas de l'image,
permet de se faire une idée du gigantisme du système. Il
faut savoir que ces moteurs vont fonctionner au cours de
la mission pendant moins de trois minutes.
Le second étage, haut de trente mètres environ, est lui
aussi composé de deux réservoirs, d'oxygène et d'hydrogène liquides, et de cinq
moteurs, plus petits que ceux du premier étage.

Le troisième étage, haut de douze mètres environ ne comporte qu'un seul
moteur, le même que ceux qui équipent le deuxième étage. Ce moteur sert à la
mise en orbite finale, et à l'injection du vaisseau sur la trajectoire Terre-Lune.
Il peut être allumé et éteint plusieurs fois.

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