Chapitre 6 La Course à la Lune

1. Chapitre 6La Course à la Lune Thierry Midavaine Avril 2005 Land & Joint Systems

2. Avant le XXeme siècle • Le rêve d’Icare • Les chinois • 1610 Galilée, la chute des corps est indépendante de leur masse • 1687 Newton, la loi de la gravitation en 1/d2 • Le canon • 1883, Tsiolkovsky imagine la fusée, c’est à dire un véhicule qui se propulse en projetant de la matière derrière lui et qui peut fonctionner dans le vide. Il invente la fusée à « propergols liquide » qui éjecte des gaz fournis par la combustion de deux liquides : un carburant (essence) et un comburant (acide nitrique). • Un a priori impossible : la force de poussée restera inférieure au poids de la mécanique et des carburants et comburants. Land & Joint Systems

3. Le V2 Allemand • Pendant la première moitié du XXemesiècle la nation allemande est en tête des nations scientifiques dans les domaines de la chimie et de la physique. Son industrie est également très active. • Gerahrt et le V1 ou bombe volante à pilote à compas magnétique. • La fusée A4 ou V2 de Pennemunde. • 1943 construction en série • Le poids de la fusée diminue avec la consommation du carburant et l’éjection des gaz. • Le concept de la fusée à étage. • Le pilotage inertiel Land & Joint Systems

4. La libération de la seconde guerre mondiale • 1945 les nations alliées rapatrient les ingénieurs, les archives et le matériel allemand. • Ainsi les USA, les russes les anglais et les français adoptent des ingénieurs allemands. • Wernher Von Braun, son équipe et 90 tonnes de documents migrent vers les USA. • Les USA récupèrent plus de 100 V2. • 16 avril 1946 premier tir depuis White Sands • De 1946 à 1952 70 tirs effectués. • L’occident est dans l’ambiance de la libération. Reconstruire et combler les privations des années de la guerre. Land & Joint Systems

5. Le missile Ballistique • Les bombes atomiques cherchent de bons vecteurs: l’avion bombardier et le missile longue portée… • Le premier missile ballistique: le V2 fin de la seconde guerre mondiale • Il constitue un enjeu de la guerre froide. • Une pièce majeur sur la partie d’échec de la dissuasion, de l’intelligence, de la prévention et alerte nucléaire. Land & Joint Systems

6. En URSS • En 1945, Tikhonravov propose d'envoyer à 200 km d'altitude deux cosmonautes à bord d'une fusée V2 allemande récupérée. • En juin 1948, Blagonravov envisage la possibilité de placer en orbite terrestre un satellite avec une fusée dont les étages sont disposés en paquet et non superposés. Puis, en octobre 1951, Tikhonravov déclare que l'Union soviétique envisage de lancer des satellites.  • 1953 le Conseil des ministres décide de construire une fusée capable de transporter une bombe thermonucléaire d'une masse voisine de 6 tonnes. Sa masse devait atteindre 267 t contre 42 t pour celle du dernier missile réalisé. Cette fusée est imaginée par un homme de génie, Sergueï Pavlovitch Korolev. Il montre que ce missile peut être transformé en lanceur spatial capable de mettre en orbite basse un satellite de 1 400 kg environ. • Le 16 septembre 1953 un programme de recherche dans le domaine des satellites est officiellement décidé, pour une période de deux années. Deux mois plus tard, en novembre 1953, A. N. Nesmeyanov, de l'Académie des sciences d'URSS, indique à Vienne au Conseil sur la paix que le lancement de satellites par son pays doit être considéré comme possible.  Land & Joint Systems

7. 1952 le satellite devient un objectif • Aux USA: • En février 1952, le président Truman demande que soit établi un rapport sur "l'état actuel des programmes de satellites ". • Von Braun qui agit au sein de l'Army, présente en juin 1954 un projet qu'il appelle "Orbiter". L'idée consiste à utiliser des éléments de fusée existants pour lancer un satellite de 7kg à l’été 1956. • De son coté, la Navy propose de réaliser à partir de la fusée-sonde Viking un lanceur Vanguard pour lancer un satellite de 18 kg dans le courant de l'été 1956 également. Le projet de la Navy est retenu. • La fusée Vanguard prendra du retard. En parallèle Von Braun continue ses éfforts sur la fusée Jupiter C. Land & Joint Systems

8. Les autres pays • Octobre 1945, les britanniques lancent 3 V2 de Cuxhaven avec le concours de spécialistes allemands. • Mi-octobre 1945, les soviétiques regrouperont leurs plans issus de leurs travaux avec ceux des allemands, afin de continuer les recherches sur le V2. 5.000 spécialistes travailleront dans le Zentralwerk de DORA. • Les français travaillent en 1945 sur une fusée A4 qu'ils ont récupérés et qu'ils ont évalués à partir de 1946, à l'Arsenal de l'Aéronautique à Châtillon qui deviendra plus tard "Aérospatiale Missiles". La France fonde le Laboratoire de Recherches Balistiques et Aérodynamiques (LRBA)à Vernon dont émanera la Société Européenne de Propulsion (SEP). Land & Joint Systems

9. Les premiers tirs ballistiques intercontinentaux • Après les tirs des V2: • 21 août 1957, l’URSS, procède à son troisième tir (L1-8) de la fusée R7. Le succès est total. Après s'être séparée du vecteur, l'ogive expérimentale rentre dans l'atmosphère au-dessus de la cible visée. Six jours seront nécessaires pour retrouver les fragments de la tête dispersés sur le sol dans une région difficile d'accès, et ainsi confirmer le succès. • Pour la première fois, un missile à portée intercontinentale a été tiré. (Les Américains n'obtiendront un résultat identique que le 17 décembre 1957 avec leur missile Atlas.) Land & Joint Systems

10. La conquète spatiale: les premières étapes • Un enjeu militaire avec une couverture civile. La démonstration civile démontre la capacité militaire que l’on veut dissuasive. • 4 Oct 1957 URSS : lancement par Korolev de Spoutnik I premier satellite artificiel, avec une fusée Semiorka (R7). • 3 Nov 1957 URSS : Spoutnik II (650kg) la chienne Laïka premier être vivant en orbite • 6 Dec 1957 USA : devant la presse, échec du tir d’un satellite de 1,5kg par une fusée Vanguard • 31 Jan 1958 USA : lancement de Explorer 1 (15kg) avec une fusée JupiterC: Juno 1, découverte d’une ceinture de radiation • février échec d’une fusée Vanguard, mars échec de explorer 2 • 17 mars 1958 USA : lancement de Pamplemousse (1,5kg) avec une fusée Vanguard, puis lancement de explorer 3. • 15 Mai 1958 Spoutnik III (1,5tonnes) découverte d’une seconde ceinture de radiation • 29 juillet 1958 fondation de la National Aeronautics and Space Administration Land & Joint Systems

11. Le match URSS - USA • Les succès de Spoutnik I et II sont des surprises pour l’occident. Les USA cherchent à minimiser l’événement tout en prenant conscience de l’enjeu stratégique et de leur retard. • Les succès Russes, et pires, les échecs US sont ressentis comme des humiliations. Le retard militaire constitue le problème le plus grave. • Années URSS USA • succés échecs Lune succés échecs Lune • 1957 2 0 1 • 1 5 8 2 • 0 3 10 7 1 • 3 18 10 Land & Joint Systems

12. Bilan en 1961 • URSS USA • Semiorka : 267 tonnes Juno 1 : 29 tonnes • 650kg en orbite 15kg en orbite • 11 tirs Vanguard (8 échecs) • 9 satellites en orbite 33 satellites en orbite • Dont 3 vaisseaux de 5 tonnes capsule de 4.3 tonnes • Vol orbital et retour vivant de 2 chiens Vols ballistiques de 4 singes • Une sonde sur la Lune • Photo de la face cachée • Une sonde manque Mars Des sondes manquent la Lune Land & Joint Systems

13. La décision • 12 avril 1961 URSS : Gagarine premier homme en orbite et de retour sur Terre vivant ! (capsule Vostok de 5 tonnes). • 8 jours après le premier vol de Gagarine et le lendemain de l’humiliation de la Baie des Cochons à Cuba (tentative soutenue par la CIA de débarquer à Cuba qui se solda par une débacle), lancement du programme lunaire pour un budget de 25G$ • En 1963 :5G$ et 22000 personnes à la NASA et 120000 personnes dans les entreprises sous contrat Land & Joint Systems

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15. Le programme Mercury • 1960 - 1963 • capsules monoplaces fabriquées par Mc Donnell • 2 chimpanzés et 7 astronautes • fusées Redstones (28m, 33t) et Atlas (125t) • 6 vols habités, 2 vols ballistiques et 4 vols en orbites • 5 mai 1961 vol ballistique de Shepard • 20 février 1962 (après 12 reports) vol orbital de John Glenn. • 15 mai 1963 vol de Gordon Cooper 21 orbites en 34h Land & Joint Systems

16. Les programmes Vostok et Voskhod • Vostok : Capsule monoplace • 1961 Vostok II Titov 25h de vol • 11 août 1962 Vostok III Nikolaiev 64 orbites 94h35 • 12 aout 1962 Vostok IV Popovitch 70h • Juin 63 Vostok V et Vostok VI (une femme à bord) • Voskhod : Capsule bi ou tri-places • Automne 64 Voskhod I : 3 cosmonautes • 1965 Voskhod II Leonov premier piéton de l’espace Land & Joint Systems

17. Années URSS USA 1962 13 satellites 69 satellites • La course à la Lune aux USA se justifie par trois arguments : • Affirmer une domination militaire indirecte, dans la partie d’échec de la guerre froide. • Éreinter l’ennemi dans une guerre économique : les richesses du pays ne sont plus seulement concentrées sur les réalisations militaires, et parallèlement appauvrir la population. • Motiver les progrés scientifiques et technologiques dans d’autres domaines que les technologies militaires. Acquérir ainsi une avance sur la planète de manière acceptable… • Enfin les mêmes industriels de l’industrie militaire aéronautique et maintenant astronautique se partagent le gateau… • Martin, Ford aerospace, General Dynamics, Rockwell, Mc Donell Douglas, Hugues, Perkin Elmer, Boeing, Lockheed, Northrop, TRW, Grumman, Vaught, Land & Joint Systems

18. Le programme Gemini • 1965-1966: Le programme Gemini 3 –12 : 10 vols, 20 hommes en 20 mois • capsules biplaces construites par McDonnell Aircraft Corporation • Vol de l’ordre de la semaine • vivre dormir et travailler • Sorties véhiculaires de plusieurs heures. Les problèmes des mouvements en orbite. • Manœuvres orbitales • Rendez-vous orbital, capture et arrimage • Orbites hautes • La récupération des fonctions physiologiques au retour sur Terre Land & Joint Systems

19. Bilan du match • URSS USA • 1965 • 150 satellites 300 satellites • Proton3 13,5 tonnes en orbite • 6G$ • 8 vols habités 14 vols habités • 11 cosmonautes 22 astronautes • Allunissage en douceur Surveyor 1 Land & Joint Systems

20. La centrale inertielle Land & Joint Systems

21. Les équipements : • Les télécommunications • Les télécommandes et télémesures • La pile à combustible Land & Joint Systems

22. La gestion de projet Land & Joint Systems

23. En France les années 50 et 60 sont consacrées à un effort important dans le développement des engins tactiques, stratégiques et des fusées (programme Diamant). • Réorganisation industrielle avec la construction de l’Aérospatiale, investissement de Matra et des équipementiers. Land & Joint Systems

24. Le programme Apollo • 1967 – • Une capsule triplace fabriquées par North American Aviation Corp • 300000 personnes et 20000 entreprises • La fusée Saturne IV • La fusée Saturne V (140 tonnes, 110m, 92moteurs) • 27 janvier 1967 La tragédie Apollo 1 lors d’une répétition du compte à rebours et mise sous oxygène. • 2 vols non habités de la capsule Apollo • 9 nov 1967 Apollo 4 essais de la fusée Saturne V • Le rendez vous en orbite lunaire Land & Joint Systems

25. Le programme Soyouz • 23 avril 1967 Soyouz 1 décès de Vladimir Komarov après 27h de mission. • Toujours actif avec les programmes de stations spatiales Land & Joint Systems

26. Les vols habités: Apollo Land & Joint Systems

27. Land & Joint Systems

28. Land & Joint Systems

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30. Bilan du programme Apollo • 6 alunissages • 382 kg de roches lunaires (2000 échantillons) • 19 décembre 1972 Apollo 17 : fin du programme lunaire (annulation des missions 18 et 19 au profit des programmes Skylab et de la mission Apollo Soyouz). • Échec des soviétiques dans leur programme lunaire. Les soviétiques se rabattent sur leur programme de station orbitale en visant Mars. • Notons que depuis 1972 aucun homme n’a remis les pieds sur la Lune et un tel besoin ne s’exprime pas de manière convaincante... Land & Joint Systems