Mercury-Redstone 3

Mercury-Redstone 3
Données de la mission
Vaisseau	Freedom 7
Équipage	1 homme
Date de lancement	5 mai 1961 14:34:13 UTC
Site de lancement	LC-5, Cap Canaveral (Floride)
Date d'atterrissage	5 mai 1961 14:49:35 UTC
Site d'atterrissage	Océan Atlantique
Durée	00:15:22
Lanceur	Mercury-Redstone
Nombre d'orbites	Suborbital
Apogée	187,42 km (116,46 mi)
Distance parcourue	487,26 km (302,77 mi)
Photo de l'équipage
Alan Shepard à bord de la capsue Freedom 7 avant le décollage
Navigation
LJ-5B LJ-5B	MR-4 MR-4

Mercury-Redstone 3 est la première mission spatiale américaine habitée, lancée dans le cadre du programme Mercury le 5 mai 1961 à l'aide d'une fusée Redstone, à partir du complexe de lancement 5 (LC-5) à Cap Canaveral, en Floride. L'astronaute Alan Shepard réalise à bord du vaisseau Mercury baptisé Freedom 7 un vol suborbital d'une durée de quinze minutes, atteignant l'altitude de 187 km (116 mi).

À la différence du soviétique Youri Gagarine, devenu le premier homme à réaliser un vol spatial le 12 avril 1961, Shepard n'a pas réalisé un vol orbital mais un bond sur une trajectoire balistique, qui nécessitait un lanceur moins puissant et un système de guidage plus simple. Toutefois, Shepard est le premier homme à piloter son véhicule dans l'espace et à rentrer sur terre en sécurité à l'intérieur de son vaisseau, Gagarine ayant dû sauter en parachute lors de la mission Vostok 1.

Équipage

Équipage

Position	Astonaute
Pilote	Alan B. Shepard

Équipage de relève

Équipage de relève

Position	Astronaute
Pilote	John H. Glenn

Paramètres de la mission

• masse : 1 295 kilogrammes (2 854,99 lb) (apogée)
• altitude maximum : 187,42 kilomètres (116,46 mi)
• distance : 487,26 kilomètres (302,77 mi)
• lanceur : Redstone

Vol

La capsule spatiale Freedom 7 est livrée à Cap Canaveral le 9 décembre 1960^[1]. Freedom 7 est la septième capsule Mercury et a reçu une attention toute spéciale à l'usine, depuis sa sélection pour emporter le premier vol habité suborbital, en octobre 1960. Elle devait initialement être prête pour un lancement dès son arrivée à Cap Canaveral. Cependant, 21 semaines de préparation imprévues ont été nécessaires avant qu'elle ne puisse être lancée. Le système de réaction et de contrôle a dû être retravaillé, ce qui a occasionné le report du lancement au moins jusqu'au 6 mars 1961. Des conduites de peroxyde endommagées et corrodées ont nécessité leur remplacement, ce qui retarde encore une fois le départ de huit jours. Des tests additionnels de simulation de départ de la mission ont été nécessaires et des défauts de structure et d'équipement ont été corrigées. La mission MR-3 était enfin prête à être lancée le 2 mai 1961.

Trois astronautes ont été choisis comme finalistes pour le vol MR-3 en janvier et leurs noms, Alan Shepard, Gus Grissom et John Glenn, ont été rendus publics le 22 février. Le choix d'Alan Shepard pour piloter le premier vol américain n'est connu qu'après le retard du lancement du 2 mai, retard occasionnée par des conditions météorologiques^[2]. Après ce retard, l'on apprend que Shepard est celui qui attend depuis trois heures dans sa combinaison spatiale au hangar S de Cap Canaveral. Toutefois le compte à rebours est arrêté deux heures et 20 minutes avant le lancement en raison des conditions météorologiques et le vol est remis à plus tard.

Dans la matinée du 5 mai 1961, Shepard enfile sa combinaison spatiale avec l'aide du technicien de Joe W. Schmitt. Un fourgon de transfert l'amène à la rampe de lancement et il monte sur le portique à 5 h 15 EST. À 5 h 21, il pénètre l'habitacle de Freedom 7 et les techniciens l'aident à attacher ses harnais et les raccords. Il passe les quatre heures suivantes dans le vaisseau spatial dans l'attente du lancement.

Lancement de la capsule/fusée Mercury-Redstone 3 le 5 mai 1961, à 9 h 34 AM EST avec Alan Shepard à son bord.

À 9 h 34 EST (14 h 34 UTC)^[3], 45 millions d'Américains regardent en direct Alan Shepard rapporter quelques secondes après son décollage : « Ah Roger, décollage et le chrono s'est mis en route... Oui, Monsieur, je vous reçois fort et clair. Ici Freedom 7, le carburant est OK, 1,2 g [12 m/s²], cabine à 14 psi. l'oxygène est OK. Freedom 7 est toujours OK. » À T+16 secondes – où T est le moment du lancement – le programme de mise en place est commencé et le Redstone commence un roulis de 2 degrés/s pour l'amener d'un angle de 90 à 45 degrés de l'horizontale. Cette étape de mise en place se termine à T+40 secondes. Le point de pression dynamique maximal, appelé max Q, est atteint à 1 min 24 s de vol ; Freedom 7 connaît alors une pression dynamique de 2,9 kilopascals (0,42 psi). Au cours de l'ascension, la pression interne de la cabine atteint les 38 kilopascals (5,5 psi) en oxygène pur. À deux minutes de vol, Shepard subit une force d'accélération de 6 g (59 m/s²).

Le moteur de Redstone s'arrête tel que prévu à 2 min 21 s 8. À l'extérieur de la capsule, la température des surfaces de la fusée atteint 104,4 °C. La température à l'intérieur de la cabine est de 32,8 °C. La température à l'intérieur de la combinaison pressurisée de Shepard est de 23,9 °C. La séparation de la tour de sauvetage a lieu 2 min 22 s 2 après le lancement, une seconde plus tôt que prévue. Lors de la récupération de la tour, certaines indications démontrent que les roquettes de largage ont été actionnées manuellement ; Shepard a dit qu'il ne se souvenait pas avoir activé volontairement le largage de la tour.

À 2 min 32 s 3 après le lancement, trois rétrofusées posigrades avec 1 800 N (400 livres-force) de poussée chacune s'allument pendant une seconde et séparent le vaisseau spatial de la fusée Redstone à un taux de 4,6m/s. À 3 minutes, le système de contrôle automatique de l'attitude (AACS) fait pivoter la sonde de 180 degrés pour placer le bouclier thermique vers l'avant. Le vaisseau spatial reste dans cette position pour le reste du vol. La capsule a alors presque atteint l'apogée de son vol balistique.

Al Shepard prend le contrôle manuel de l'attitude de la capsule, un axe à la fois. La première chose qu'il fait est de placer la capsule en position prête à l'utilisation des rétro-fusées, avec un angle d'entrée de 34 degrés. Il vérifie ensuite les contrôles manuels de lacet et de roulis de la capsule. À la suite des ces manœuvres, il constate que la réponse du vaisseau spatial est la même que celle obtenue en simulateur.

Il a ensuite fait des observations à l'extérieur de la capsule en utilisant le hublot et le périscope. Il a vu les contours de la côte ouest de la Floride et le golfe du Mexique. Le lac Okeechobee au centre de la Floride est également visible mais il n'a pu voir aucune ville. Il observe également à travers le périscope l'île d'Andros et les Bahamas.

Les rétrofusées sont mises à feu à environ T+5 min 15 s de vol, peu de temps après que la sonde a atteint un apogée de 187,5 km (116,5 miles). Les trois rétrofusées d'une poussée de 4 400 N (1 000 livre-force) fournissent un delta-v de 160 m/s dans le sens opposé à la trajectoire. D'une combustion totale de 10 secondes chacune, elles sont mises à feu à cinq secondes d'intervalle : rétro 1 est allumé à 5 min 14 s 1, rétro 2 à 5 min 18 s 8 et rétro 3 à 5 min 23 s 6. Shepard entend le bruit des rétrofusées mais il ne lui paraît pas aussi puissant que celui des avions à réaction qu'il a déjà piloté. Le périscope est rentré au T+5 min 45 s et l'ensemble des rétrofusées est largué à T+6 min 13 s 6. Vers T+6 min 20 s, le nez de l'engin spatial est pivoté vers le haut à un angle de 14 degré d'attitude par rapport à l'axe vertical de la terre.

Vue depuis l'intérieur de la capsule.

Pendant la descente, Shepard essaie de regarder par le hublot maladroitement placé pour observer les étoiles. Il ne voyait rien, pas même l'horizon. Après T+7 min 48 s 2, le voyant«  0,05 g » (0,5 m/s²), indiquant le début de l'accélération vers la terre et le retour de la pesanteur, s'allume. La système automatique de contrôle et de stabilisation (ASCS - Automatic Stabilization & Control System) détecte le début de la rentrée et lance un roulis de 10 degrés/s. Cette manœuvre rend la capsule plus stable lors de la rentrée. Durant la rentrée, un pic de force G de 11,6 g (114 m/s²) est atteint.

À l'altitude de 21 000 pieds (6,4 km), 9 min 38 s 1 après le lancement, le parachute-pilote est déployé. À 15 000 pieds (4,6 km), la valve du tube de pressurisation est ouverte afin d'égaliser la pression de la cabine avec l'air extérieur. À 10 000 pieds (3 km), soit T+10 min 14 s 8 après le décollage, le compartiment supérieur de la capsule abritant les antennes est largué comme prévu, entraînant par la même occasion l'ouverture du parachute principal. Environ cinq secondes plus tard, le bouclier thermique en béryllium se désolidarise de la capsule de 1,2 m, afin de permettre le déploiement d'un sac amortisseur pour l'amerrissage de la capsule. La vitesse de Freedom 7 sous le parachute est de 11 m/s.

Un hélicoptère HUS-1 du porte-avions Lake Champlain hisse à son bord Alan Shepard depuis la capsule Freedom 7.

L'amerrissage à lieu à T+15 min 22 s. L'impact sur l'eau est comparable à l'atterrissage d'un avion à réaction sur un porte-avions. Freedom 7 s'incline sur le côté droit jusqu'à environ 60 degrés par rapport à une position verticale. Shepard vérifie l'absence de fuite l'intérieur de la capsule. Lentement, une minute plus tard Freedom 7 revient à une position verticale.

Alan Shepard sur le pont du porte-avions Lake Champlain.

Un hélicoptère de récupération du porte-avions Lake Champlain, qui surveillait Freedom 7 pendant les cinq dernières minutes de sa descente, s'approche de la capsule pour y accrocher un câble. Une liaison radio est assurée entre l'équipage de l'hélicoptère et Shepard. L'astronaute indique qu'il dégagera la trappe de sortie du vaisseau lorsque celle-ci sera au dessus de la ligne de flottaison. L'hélicoptère hisse le vaisseau spatial d'environ environ 1 m, ce qui permet à Shepard de sortir par la trappe. Une élingue est envoyée à l'astronaute et il est hissé à bord de l'hélicoptère. Shepard et Freedom 7 ont par la suite été transportés sur le pont du porte-avions, situé à proximité. Ils sont à bord du porte-avions 11 minutes après l'amerrissage. Alan Shepard est en pleine forme et la capsule en bon état.

Le vol a duré 15 min 28 s et le vaisseau spatial a parcouru une distance horizontale de 486 km depuis son point de lancement, atteignant une altitude de 187,5 km. Freedom 7 a atterri aux coordonnées: 27°13′42″N 75°53′0″O / 27.22833, -75.88333. Il a atteint une vitesse de 8 340 km/h. À la phase de lancement, Shepard a subit des forces G de 6,3 g (62 m/s²) et, lors de la rentrée, de 11,6 g (114 m/s²).

Après sa récupération, le vaisseau spatial est examiné par des ingénieurs et jugé en excellente condition, si bien qu'ils ont estimé qu'il pourrait être utilisé pour un autre lancement en toute sécurité. Depuis la mort d'Alan Shepard en 1998, la capsule Freedom 7 est exposée dans le hall des visiteurs du Centre Armel-Leftwich à l'Académie navale d'Annapolis, au Maryland.

L'indicatif Freedom 7 vient du fait que le vaisseau, septième exemplaire construit, était installé sur une fusée Redstone désignée MRLV-7. Dans tous les vols Mercury suivants, le numéro 7 sera ajouté au nom de la mission et à l'indicatif d'appel choisi par les astronautes en référence aux sept premiers astronautes du programme Mercury.

Dans la culture populaire

En juin 1961, Laurie Records a publié un 45 tours interprété par William Allen et son orchestre et intitulé Space Flight Freedom 7. Il consiste en une compilation des enregistrements des communications vocales entre l'astronaute et le sol, sur un accompagnement instrumental. La mission Mercury-Redstone 3 a été mise en scène dans l'épisode Pouvons-nous réussir ? de la mini-série de la chaîne HBO De la Terre à la Lune , ainsi que dans le film L'Étoffe des héros de de Philip Kaufman et dans le livre éponyme de Tom Wolfe.

Descriptifs du vol

T+ Heures	Évènements	Description
T+00:00:00	Décollage.	Mercury-Redstone décolle, l'horloge à bord est mise en marche.
T+00:00:16	Programme de mise en place.	Redstone commence un roulis de 2 degrés/s pour l'amener d'un angle de 90 à 45 degrés de la verticale.
T+00:00:40	Fin du programme de mise en place.	Redstone est à 45 degrés d'angle.
T+00:01:24	Max Q.	Pression dynamique maximal atteinte ~575 lb/pi² (28 kPa).
T+00:02:20	BECO.	Fin de la poussée des moteurs. Vitesse 2,3 km/s
T+00:02:22	Largage de la tour.	Largage de la tour de sécurité.
T+00:02:24	Séparation de la capsule.	Trois rétrofusées posigrades avec 1 800 N (400 livres-force) de poussée chacune s'allument pendant une seconde.
T+00:02:35	Manœuvre de rotation.	Le système de contrôle automatique de l'attitude (AACS) fait pivoter la capsule de 180 degrés pour placer le bouclier thermique vers l'avant.
T+00:05:00	Apogée.	La capsule a atteint un apogée de 116,5 miles (187,5 km).
T+00:05:15	Rétrofusée.	Les trois rétrofusées d'une poussée de 4 400 N (1 000 livre-force) fournissent un delta-v de 160 m/s dans le sens opposé à la trajectoire.
T+00:05:45	Rétraction du périscope.	Le périscope est rentré.
T+00:06:15	L'ensemble des rétrofusées est largué.	L'ensemble des rétrofusées est largué.
T+00:06:20	Ajustement d'attitude après les rétrofusées.	Le nez de l'engin spatial est pivoté vers le haut à un angle de 14 degré d'attitude par rapport à l'axe vertical de la terre
T+00:07:15	Accumulation d'accélération.	Le système automatique de contrôle et de stabilisation (ASCS - Automatic Stabilization & Control System) détecte le début de la rentrée et lance un roulis de 10 deg/s.
T+00:09:38	Déploiement du parachute-pilote.	Le parachute-pilote est largué.
T+00:09:45	Pressurisation interne.	La valve du tube de pressurisation est ouverte afin d'égaliser la pression de la cabine avec l'air extérieur.
T+00:10:15	Déploiement du parachute principal.	Le boitier des antennes au haut de la capsule est largué comme prévu, en tirant par la même occasion le parachute principal.
T+00:10:20	Déploiement des sacs de flottaison.	le bouclier thermique en béryllium se désolidarise de la capsule de 1,2 m, afin de permettre le déploiement d'un sac amortisseur pour l'amerrissage de la capsule.
T+00:10:20	Largage du carburant.	Les restes de peroxyde d'hydrogène sont largués.
T+00:15:30	Amerrissage.	L'impact sur l'eau est comparable à l'atterrissage d'un avion à réaction sur un porte-avions.
T+00:15:30	Déploiement de l'équipe de récupération.	Un hélicoptère de récupération du porte-avions Lake Champlain, qui surveillait Freedom 7 pendant les cinq dernières minutes de sa descente, s'approche de la capsule pour y accrocher un câble.

Galerie

• Mercury-Redstone 3
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  Écusson de la mission.

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  Le USS Lake Champlain (CV-39) participe à la récupération de la capsule.

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  Alan Shepard est hélitreuillé après son amerrissage.

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  Shepard sur le USS Lake Champlain.

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  Un Sikorsky S-58 identique à celui utilisé pour récupérer la capsule.

Références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Mercury-Redstone 3 » (voir la liste des auteurs)

1. ↑ Chapter 11: Sub-orbital Flights, Section 1, This New Ocean: A History of Project Mercury, NASA, 1964. Consulté le 2009-05-06
2. ↑ (en) "Project Mercury's Target Date Still Tuesday, May 2nd", Lodi News-Sentinel, Apr 29, 1961
3. ↑ NASA Project Mercury Mission MR-3, NASA, Kennedy Space Center, 2000-08-25. Consulté le 2009-05-05

Liens externes

• (en) This New Ocean: A History of Project Mercury - NASA SP-4201
• Project Mercury - Results of the First U.S. Manned Suborbital Space Flight - NASA - 1961
• (en) NASA NSSDC Master Catalog
• (en) NASA 40th anniversary of the Mercury 7 — Alan B. Shepard, Jr.
• (en) NASA Mercury MR3 press kit - Apr 26, 1961