Le 21 juillet 2019 marque les 50 ans du premier pas de l’Homme sur la Lune. Une occasion de revenir sur l’extraordinaire voyage de la mission Apollo 11, un pari fou remporté haut la main par Neil Armstrong, Michael Collins et Buzz Aldrin.

Lancement du programme Apollo

La première personne à avoir contribué au premier pas de l’Homme sur la Lune est sans nul doute le 35e président des États-Unis John Fitzgerald Kennedy. Le 25 mai 1961, quelques mois à peine après son entrée en fonction, il lance le programme spatial Apollo.

Photo couleur du président Kennedy lors de son discours en 1962 à l'université Rice.
Nous choisissons d’aller sur la Lune” a dit Kennedy lors d’un discours à l’université Rice en 1962.
Crédit : Nasa

Dans un contexte de course à l’espace avec l’Union soviétique, l’objectif des missions Apollo était dès le départ de poser un vaisseau habité sur la Lune avant la fin des années 1960. Une manière, au cœur de la guerre froide, de prouver la supériorité des États-Unis en matière de lanceurs, une technologie très proche de celle des missiles. Mais un défi colossal, puisque les Américains n’avaient même pas encore réalisé de vol orbital…

Les records de l’agence spatiale russe

À l’époque, l’URSS avait déjà multiplié les premières mondiales, comme placer un satellite en orbite, Spoutnik 1 en 1957, puis un être vivant, la chienne Laïka. Même si celle-ci avait succombé au stress et à la surchauffe de l’habitacle quelques heures seulement après le lancement de Spoutnik 2…

Photo en noir et blanc de la chienne Laïka, premier être vivant à être envoyé dans l'espace.
La chienne Laïka, premier être vivant à être envoyé dans l’espace.
Crédit : Roscosmos

Ce sont aussi les Soviétiques qui parvinrent les premiers à faire s’échapper une sonde de l’attraction terrestre, à envoyer Luna 2 s’écraser sur la Lune ou à photographier la face cachée de notre satellite.

Premiers également à ramener des occupants vivants après un séjour dans l’espace, les chiens Belka et Strelka de Spoutnik 5, à effectuer un survol de Vénus avec Venera 1 ou même à envoyer le premier homme dans l’espace, Youri Gagarine à bord de Vostok 1.

Photo couleur de Youri Gagarine, premier homme dans l'espace, en habit de cosmonaute. On voit simplement sa tête.
Youri Gagarine, premier homme dans l’espace.
Crédit : Roscosmos

Mais qu’à cela ne tienne, en 1961, alors que la Nasa (National aeronautics and space administration) n’a que quatre ans d’existence, les Américains entament le programme Apollo.

Apollo : un défi technique

Le programme Apollo tient son nom du dieu grec des arts et de la lumière Apollon. À noter que les Soviétiques sont plus pragmatiques avec Vostok qui signifie “est” ou Spoutnik “satellite”… Apollo constitue un défi technique et organisationnel sans précédent. Il se compose de trois éléments principaux : les lanceurs Saturn, le module de commande et de service (CSM) et le module lunaire (LEM ou LM).

Photo couleur du module lunaire posé sur la Lune avec Buzz Aldrin qui y prend des instruments expérimentaux.
Lunar Excursion Module (LM ou LEM) de la mission Apollo 11.
Crédit : Nasa

La famille des lanceurs Saturn est directement dérivée des technologies développées à l’époque pour envoyer les satellites militaires dans l’espace.
La version définitive du lanceur lourd Saturn V de la mission Apollo 11 peut placer jusqu’à 140 tonnes en orbite basse et envoyer 41 tonnes vers la Lune. Alors qu’à la fin des années 1950, les lanceurs américains les plus puissants ne sont capables de lancer qu’une tonne et demi en orbite basse.

Le premier étage de la fusée est propulsé par cinq moteurs-fusée F-1 677 tonnes de poussée, le deuxième étage par cinq moteurs-fusée J-2 de 89 tonnes de poussée et le troisième par un seul J-2.

Photo noir et blanc des moteurs F-1 du premier étage dominent leur créateur, Wernher von Braun.
Les moteurs F-1 du premier étage dominent leur créateur, Wernher von Braun.
Crédit : Nasa

En 2019, le moteur-fusée F-1 à ergols (carburant) liquides et à chambre de combustion unique est toujours le plus puissant à avoir jamais été mis en service avec 2,5 tonnes d’ergols brûlés par seconde.

Le CSM est le véhicule spatial habité destiné à transporter les astronautes pendant les trois jours nécessaires pour parcourir 350 000 km de la Terre à la Lune, se placer en orbite autour de notre satellite, puis effectuer le voyage retour. Le LEM doit quant à lui faire atterrir sur la Lune deux des trois membres d’équipage du vaisseau Apollo avec des équipements scientifiques et leur permettre d’y séjourner de deux à quatre jours avant de décoller pour rejoindre le CSM.

Les premières missions Apollo

Le recrutement des astronautes s’effectue à peu de choses près sur les mêmes critères que pour le programme Mercury (1958-1963) qui avait – enfin – permis le premier vol spatial habité américain : Alan Shepard à bord de Mercury 3 le 5 mai 1961.

Et il fallait être bien courageux, ou un peu fou, pour se lancer dans l’aventure Apollo. Après les missions Apollo 1a, 2 et 3 en 1966, la première mission habitée Apollo 1 connut une fin dramatique. Un court-circuit déclencha en effet un incendie du module de commande lors d’une répétition – au sol ! – en conditions réelles le 27 janvier 1967. L’incident provoqua la mort des astronautes Virgil Grissom, Edward White et Roger Chaffee.

Photo couleur de la capsule Apollo 1 après l'incendie déclenché au sol par un court-circuit.
Apollo 1 après l’incendie déclenché au sol par un court-circuit.
Crédit : Nasa

De novembre 1967 à avril 1968, les missions Apollo 4, 5 et 6 sans équipage ont ensuite permis de renforcer la sécurité en effectuant des tests lanceurs. Puis, en octobre 1968, Apollo 7 devient la première mission américaine à envoyer une équipe de trois hommes dans l’espace et à diffuser des images pour la télévision.

Capture d'écran en noir et blanc de la première diffusion télévisée depuis l'espace dans laquelle les astronautes d'Apollo 7 brandissent un panneau indiquant "Continuez à nous envoyer des cartes et des messages".
Continuez à nous envoyer des cartes et des messages“, dit le panneau qui brandissent les astronautes d’Apollo 7 lors de la première diffusion télévisée depuis l’espace.
Crédit : Nasa

Seconde mission habitée, Apollo 8 somme plusieurs premières : sortie de l’orbite terrestre par des hommes, mise en orbite autour d’un autre astre que la Terre, vision directe par l’Homme de la Terre dans sa globalité, de la face cachée de la Lune et d’un lever de Terre depuis notre satellite naturel. Son importance est aujourd’hui masquée par le succès, six mois plus tard, d’Apollo 11.

Photo couleur d'un des premiers "levers de Terre" vu directement par l'Homme depuis la Lune, lors d'Apollo 8.
Un des premiers “levers de Terre” vu directement par l’Homme depuis la Lune, lors d’Apollo 8.
Crédit : Nasa

Les vols habités Apollo 9 en orbite terrestre basse, puis Apollo 10, qui s’approcha à seulement 15 kilomètres de la Lune, ont servi de tests finaux pour Saturn V, le CSM et le LEM.

Apollo 11, cette fois c’est la bonne

Les trois petits veinards qui prennent place à bord du vaisseau spatial de la mission Apollo 11 sont Neil Armstrong, Buzz Aldrin et Michael Collins. Ancien pilote d’essai, Armstrong est recruté par la Nasa en 1962 et démarre sa carrière d’astronaute aux commandes de la mission Gemini 8 qui réussit pour la première fois à faire la jonction entre deux vaisseaux dans l’espace. Il est le commandant d’Apollo 11 et le pilote du module lunaire Eagle.

Photo couleur de l'équipage d'Apollo 11, de gauche à droite : Armstrong, Collins et Aldrin. Ils sont habillés de leurs combinaisons spatiales, sans scaphandre.
L’équipage d’Apollo 11, de gauche à droite : Armstrong, Collins et Aldrin.
Crédit : Nasa

Edwin “Buzz” Aldrin, ex pilote de chasse et diplômé du MIT, est le premier pilote à s’être entraîné dans une piscine. Il a commandé la mission Gemini 12 en 1966 destinée à montrer que l’Homme pouvait travailler efficacement dans l’espace, notamment lors de sorties extravéhiculaires. Pendant Apollo 11, il doit accompagner Armstrong sur le sol lunaire.

Enfin, Michael Collins qui a lui aussi effectué deux sorties extravéhiculaires pour Gemini 10, est le pilote du module de commande mais n’aura pas la chance de fouler le sol de notre satellite.

Photo en noir et blanc d'Armstrong et Aldrin en combinaisons lunaires qui s'entraînent à la récolte d'échantillons le 22 avril 1969.
Armstrong et Aldrin s’entraînent à la récolte d’échantillons lunaires le 22 avril 1969.
Crédit : Nasa

Le 16 juillet 1969, c’est le grand jour. Armstrong, Aldrin et Collins s’apprêtent à décoller pour la mission qui va marquer l’histoire…


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Photo couleur de Neil Armstrong qui mène son équipage jusqu'à la fusée, réserve d'oxygène à la main.
Armstrong mène son équipage jusqu’à la fusée, réserve d’oxygène à la main.
Crédit : Nasa
Lancement d’Apollo 11 en images…
Crédit : Nasa

“Trente secondes et décompte. Les astronautes disent qu’ils se sentent bien. T-25 secondes. Vingt secondes et décompte. T-15 secondes, le guidage est en interne. 12, 11, 10, 9… Début de la séquence d’allumage… 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0… Tous les moteurs sont allumés. Décollage ! Nous avons un décollage… À 13h32, décollage d’Apollo 11. Le pas de tir est vide…”

Photo couleur de la fusée Saturn V qui emporte la mission Apollo 11 dans l'espace.
Début du décollage de la fusée Saturn V qui emporte la mission Apollo 11 dans l’espace.
Crédit : Nasa

Après trois jours de voyage, le vaisseau spatial d’Apollo 11 se place en orbite autour de la Lune, effectue 13 révolutions, puis le LEM se sépare du module de commande et de service et entame sa descente vers le sol lunaire.

Les six missions Apollo qui ont aluni se sont posées vers l’équateur de la Lune, où alternent 14 jours de jour et 14 jours de nuit. Sur les six, le pilote automatique n’a jamais fonctionné à 100 %, il a toujours fallu l’intervention de l’Homme…

Enfin, le module lunaire se pose dans la mer de la Tranquillité le dimanche 20 juillet 1969 à 20h17.

Photo en noir et blanc de la vue de dessus du site d'atterrissage. On y voit le module lunaire et plusieurs instruments.
Vue du site d’atterrissage à 24 km d’altitude par la sonde LRO : on y voit le LEM, le sismomètre (PSEP), le réflecteur laser (LRRR) et en foncé les traces des astronautes.
Crédit : Nasa Goddard/Arizona State University

Finalement, le 21 juillet 1969 à 2h56, Neil Armstrong pose son pied gauche sur la surface lunaire…

C’est un petit pas pour l’Homme, mais un bon de géant pour l’Humanité“, partage Neil Armstrong en foulant pour la première fois le sol lunaire.
Crédit : Nasa
Photo couleur de Neil Armstrong en combinaison spatiale, à la surface de la Lune, à côté du drapeau américain planté dans le sol.
Neil Armstrong sur la Lune.
Crédit : Nasa

Contrairement aux missions ultérieures qui prévoyaient plus de temps ou bénéficiaient d’un rover, les activités d’Armstrong et Aldrin à la surface de la Lune n’ont duré que 2 heures et 30 minutes, toutes cantonnées à un petit périmètre autour du LEM. En comparaison, l’équipage d’Apollo 17 a par exemple parcouru plus de 36 kilomètres à bord de son véhicule lunaire pour un peu plus de 22 heures d’exploration.

Vue en noir et blanc de la surface de la Lune par LRO : on y voit le LEM et un astronaute.
Vue de la surface de la Lune lors de la mission Apollo 11.
Crédit : Nasa

La Nasa a mis le paquet pour que la retransmission des images de la mission vers la Terre se déroule sans encombres. Au total, les premiers pas sur la Lune ont été diffusés en direct sur l’ensemble de la planète et suivis par 500 à 600 millions de téléspectateurs !

Bilan des missions Apollo

Les astronautes d’Apollo 11 ont ramené sur notre planète 22 kg de roches lunaires, auxquels s’ajouteront les 360 kg des missions ultérieures du programme Apollo, et quelques grammes des missions Luna.

Photo couleur d'un échantillon de roche lunaire, qui semble volcanique car pourvue de trous, ramené par la mission Apollo 11.
Échantillon de roche lunaire ramené par la mission Apollo 11.
Crédit : Nasa

Les échantillons de l’astre ont évidemment été très étudiés. Il ressort de ces travaux que ces roches sont presque vierges de différents éléments chimiques comme l’eau, le dioxyde de carbone, ou des matériaux qui ont été hydratés en général. De telles roches n’ont encore jamais été découvertes sur Terre.

Aujourd’hui, 70 pierres de Lune issues du programme Apollo sont exposées dans le monde, dont une au Muséum d’histoire naturelle de Nantes et une au Palais de la Découverte à Paris.

What is next ?

À la suite d’Apollo 11, les missions du programme se sont succédées jusqu’en 1975. Apollo 17 a transporté Eugene Cernan et Harrison Schmitt, qui sont les derniers hommes à avoir foulé le sol de notre satellite naturel. À ce jour, 12 astronautes ont marché sur la Lune, tous Américains.

Depuis la fin de la guerre froide, les raisons d’investir des sommes proches de l’absurde dans une mission lunaire habitée – plus de 150 milliards de dollars actuels pour le programme Apollo – sont donc bien moins nombreuses. Aujourd’hui, pour envoyer 1 kg sur la Lune, il faut 1 million d’euros.

Fin mai 2019, la Maison blanche a annoncé vouloir augmenter le budget de la Nasa de 1,6 milliards de dollars en 2020. Objectif affiché de Donald Trump : envoyer des astronautes américains sur la Lune dès 2024. Mais pour le dirigeant de la Nasa Jim Bridenstine, qui n’a pas encore directement discuté du sujet avec le président américain, une mission habitée vers la Lune “n’est pas au programme en 2024“.

Photo couleur du dirigeant de la Nasa Jim Bridenstine lors d'un discours en 2018.
Jim Bridenstine, dirigeant de la Nasa.
Crédit : Bill Ingalls/Nasa

D’autant plus que le Congrès américain, notamment du côté des démocrates, est peu enclin au don de millions de dollars supplémentaires à la Nasa, quand en parallèle, l’administration Trump réduit drastiquement de nombreux financements de la recherche scientifique du pays…

Pour l’heure, l’agenda de la Nasa qui planifiait une mission habitée pour 2028, semble donc encore l’option la plus probable.


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