Gemini 9

Gemini 9A
Données de la mission
Vaisseau	Titan II-GLV
Équipage	2 hommes
Date de lancement	3 juin 1966 13:39:33 TU
Site de lancement	Centre spatial Kennedy, Floride LC-19
Date d'atterrissage	6 juillet 1966 14:00:23 TU
Site d'atterrissage	Océan Atlantique 27°52′N 75°0.4′W / 27.867, -75.0067
Durée	3 j 0h 20 min 55 s
Paramètres orbitaux
Nombre d'orbites	47
Apogée	266,9 km
Périgée	158,8 km
Période orbitale	88,78 min
Inclinaison	28,91°
Photo de l'équipage
Thomas Stafford, Eugene Cernan
Navigation
Gemini 8 Gemini 8	Gemini 10 Gemini 10

Gemini 9 (renommée Gemini 9A suite à un changement de mission) est la septième mission habitée du programme Gemini et la treizième mission spatiale habitée américaine. Après l'échec de la mission Gemini 8, Gemini 9 en récupère ses deux missions principales : des manœuvres de rendez-vous spatial avec une cible Agena, et une sortie extra-véhiculaire aidée d'un prototype de Manned Maneuvering Unit : l'AMU.

En 2010, la capsule est exposée au centre spatial Kennedy, Floride, États-Unis.

Équipage

Equipage

	Pilote, Commandant	Pilote
Équipage principal	Thomas Stafford (2)[note 1]	Eugene Cernan (1)[note 1]
Équipage de réserve	Jim Lovell	Buzz Aldrin

Objectifs

L'équipage prévu à l'origine pour Gemini 9 était composé de Charles Bassett (commandant) et de Elliott See (pilote). Le 28 février 1966, ils se tuèrent dans un accident aérien alors qu'ils faisaient une approche, par mauvaise visibilité, sur l'aérodrome de Saint Louis dans le Missouri. Ils percutèrent le hangar des usines McDonnell où était assemblé le vaisseau Gemini 9.

L'équipage de réserve (Stafford et Cernan) devint alors titulaire pour ce vol tandis que l'équipe de réserve de Gemini 10 avançait d'une mission.

Gemini 9 hérita des deux objectifs principaux de Gemini 8 :

1. un rendez-vous et un amarrage avec une fusée-cible Agena.
2. une sortie extra-véhiculaire d'un des deux astronautes.

Déroulement de la mission

Premiers essais de lancement

La mission Gemini 9 était planifiée pour le 17 mai 1966. Une fusée Atlas-Agena devait être lancée en tant que future cible orbitale pour cette mission suivie, 100 minutes plus tard, de la fusée Titan de Gemini 9 proprement dite. Mais le lancement de l'Agena est un échec : 130 secondes après le décollage, et dix secondes avant la séparation du premier étage, un des deux moteurs principaux du premier étage Atlas dysfonctionne : la tuyère se met à s'orienter de manière aléatoire déstabilisant la trajectoire de la fusée, qui s'abîme dans l'atlantique.

Suite à cette échec, la NASA est confrontée à un problème : comment refaire voler la mission Gemini 9 le plus tôt possible, sans retarder le programme Gemini et le programme Apollo ? Il n'y a plus de cible Agena disponible, et les manœuvres de rendez-vous sont capitales pour la suite du programme. Un rendez-vous avec l'Agena de Gemini 8, toujours sur orbite, n'était pas possible car son orbite était trop dégradée, et ne disposait plus de carburant suite à des tests ayant suivi l'échec de Gemini 8.

Mais, suite à l'explosion de l'Atlas de Gemini 6, la NASA avait chargé McDonnell Aircraft Corporation de concevoir une autre cible à bas coût, dénommé Augmented Target Docking Adapter (ATDA). Il est décidé de créer rapidement un autre lanceur cible, constitué d'un lanceur Atlas et d'une cible ATDA.

Le problème est que l'ATDA est dépourvu, contrairement à l'Agena, de tout moteur fusée : il était prévu que - après rendez-vous - le moteur fusée de l'Agena soit utilisé pour augmenter l'altitude de la mission, pour rendre possible des manœuvres de rendez-vous complexes. Cela ne sera plus possible, mais le reste de la mission peut rester quasiment identique. La nouvelle mission est planifiée pour le 1^er juin, et prends à cette occasion la dénomination de Gemini 9A, la mission étant différente.

Le 1^er juin, le lancement de l'ATDA a lieu sans problème, bien que la télémétrie indique que la coiffe de protection du module d'amarrage de l'ATDA ne s'est pas éjectée correctement, ce qui compromet toute tentative amarrage. Le lancement de Gemini 9A, lui, souffre des défaillances de communication entre les ordinateurs de bord et le sol, provoquant son annulation et un report de 48 heures.

Lancement et premier rendez-vous

Lancement de Gemini 9A, le 3 juin 1966

Gemini 9A est finalement lancé le 3 juin 1966, à 8:39 de matin. A la troisième orbite, le rendez-vous avec l'ATDA est effectué et Gemini 9 s'en rapproche à moins de 8 mètres. En s'approchant, l'équipage est en mesure de confirmer que les boulons explosifs avaient fonctionné mais que les sangles de maintien, trop bien serrées, maintiennent l'enveloppe en place, faisant ressembler l'ATDA à un "alligator en colère" selon l'expression de Stafford.

Des tentatives sont faites pour essayer d'enlever la coiffe : des ordres sont envoyés pour reserrer ou déserrer le collier maintenant la coiffe en place à sa base, sans succès autre que de ouvrir ou fermer les "machoires" de l'alligator. Une manœuvre est envisagée où Stafford approcherait le module Gemini, et essaierait d'enlever la coiffe avec le "nez" du module; solution abandonnée car le nez contient les parachutes d'amerissage qui risqueraient d'être endommagés dans la manœuvre.

Le module ADTA, ressemblant à un "alligator en colère" suite au mauvais largage de la coiffe

Deke Slayton a rapporté que Buzz Aldrin s'était fait l'avocat d'une solution où Cernan aurait fait une EVA, pour tenter de couper le collier avec des ciseaux chirurgicaux issus de la trousse de secours de module. Des tests ont été fait au sol pour simuler cette solution, qui montrèrent des riques substantiels, étant donné les bords coupants de la coiffe, les risque d'explosion des boulons explosifs qui ne s'étaient pas déclenchés, et le manque total d'expérience de travaux en EVA. Slayton expliqua qu'il a eu du mal à maintenir Aldrin dans l'équipage de Gemini 12, Bob Gilruth – le directeur du Manned Spaceflight Center de Houston – étant inquiet de voir voler un homme pouvant imaginer une solution aussi risquée^{[C 1]}.

Toute tentative d'amarrage est abandonnée, mais les deux deux rendez-vous complémentaires programmés seront tout de même réalisé sans amarrage.

Second rendez-vous

Le second rendez-vous consiste à simuler la panne du radar de rendez-vous, et effectuer un rendez-vous en n'utilisant qu'un sextant, les étoiles, un ordinateur rudimentaire et une règle à calcul, pour démontrer la faisabilité d'un rendez-vous dans ces conditions. Cinq heures après le début de la mission, Stafford place le module sur une orbite équipériodique, c'est-à-dire possédant la même période orbitale que l'ATDA, mais avec un apogée et un périgée différents. Pour ce faire, il effectue une poussée radiale de 35 secondes vers le bas, et l'équipage commence une série de quatre manœuvres pour retrouver le synchronisme avec l'ATDA^{[E 1]}.

Cela s’avéra extraordinairement difficile – il suffit d'une très légère erreur pour se perdre définitivement – et épuisant intellectuellement et physiquement. Malgré tout, une orbite plus tard - six heures et demie après le début de la mission - le module arrive à retrouver l'ATDA. Mais les deux astronautes sont tellement épuisés, qu'une période non-planifiée de repos de sept heures est accordée par Houston : il reste un rendez-vous complexe à effectuer et une EVA.

Troisième rendez-vous

Le troisième rendez-vous consiste à simuler les procédures qu'un module de commande Apollo devra réaliser pour secourir un LM en panne en orbite lunaire basse. Gemini doit donc faire son rendez-vous par le haut, rendant la cible ATDA pratiquement indétectable visuellement sur le fond lumineux et brillant de la planète Terre. L'ordinateur de bord gérant mal les données du radar de rendez-vous dans ces conditions, c'est de nouveau à la règle à calcul et aux étoiles que ce rendez-vous est fait. Stafford place le module sur une orbite quasi-circulaire à 308km d'altitude (l'ATDA était sur une orbite circulaire de 298 km d’altitude). En trois heures, dix-sept heures après le début de la mission, ils arrivent à rejoindre l'ATDA. Mais la procédure a duré plus longtemps que prévu, ne laissant que juste assez de carburant pour la désorbitation et la réentrée dans l'atmosphère.

Mais Safford et Cernan sont de nouveau complètement épuisés. Normalement, l'EVA aurait dû être faite dans la foulée, mais Stafford – prenant ses responsabilités de commandant – revendique une nouvelle période de repos à Houston, qui accueille cette demande presque comme une mutinerie^{[C 2]}, mais finit par l'accorder. Les deux astronautes peuvent s'endormir pour dix heures de repos.

Pendant ce temps, Houston s'interroge : l'EVA doit-elle être pratiquée étant donné l'état physique des astronautes et le niveau restant de carburant ? Il est décidé que Gemini 9 passe une journée entière à dériver dans l'espace, en prenant des photos et en pratiquant des expériences mineures pour laisser à l'équipage le temps de complètement récupérer, avant de procéder à l'EVA le troisième jour.

Parmi les expériences réalisées, des photographies de la lumière du ciel nocturne, de la lumière zodiacale, et de la voie lactée, qui auraient dû être réalisées lors de l'EVA, mais prises finalement de l'intérieur du module pour des problèmes techniques. Quarante-quatre images utilisables ont été faites, ainsi que 160 photographies de la Terre. Une expérience médicale consistait à étudier les effets du stress sur les sécrétions de liquide biologique, ce qui impliquait de recueillir et de libeller soigneusement toutes leur sécrétions; tâches peu gratifiantes auxquelles les astronautes se soumettent de mauvaise grâce^{[E 2]}.

L'EVA

Le 5 juin, l'équipage dépressurise la cabine et Cernan commence sa sortie extra-véhiculaire (EVA). C'est la deuxième sortie dans l'espace effectuée par les américains après celle de Ed White lors de Gemini 4, exactement un an et deux jours auparavant. Il n'existe donc à ce moment pratiquement aucun retour d'expérience sur ce genre de sortie, celle de Ed White ayant duré seulement 21 min, sans activité spéciale.

L'AMU sur le dos d'un astronaute, et sa console de contrôle sur le devant.

Vue de la baie d'équipement à l'arrière du module Gemini 9. L'AMU est stocké au centre.
Les deux trous en haut et en bas sont deux petites tuyères permettant les changements d'orbites et la désorbitation.

Une des rares photos de Cernan durant l'EVA

Cette EVA est planifiée pour durer 2h et demie, et doit permettre de tester une unité de manœuvre qui permet de propulser et orienter un astronaute dans l'espace : l'AMU. Cet engin est une sorte de sac à dos rectangulaire, pesant 69 kg, et possédant une sorte de selle où l'astronaute peut prendre place. Il dispose de 12 petits propulseurs, permettant l'orientation et la propulsion, utilisant le peroxyde d'hydrogène. Il contient également des systèmes de stabilisation manuels et automatiques, un système de support de vie intégré permettant de couper tout lien avec le module Gemini, et des systèmes de communication et de télémétrie.

Gemini 8 aurait du effectuer une EVA préalable, avant d'essayer l'AMU, mais cette mission ayant échoué, Cernan doit dans la même mission effectuer la première EVA complexe et le test de l'AMU.

Cernan sort donc du module à 10:02 heure de Houston, à la 31ème orbite. Il est relié au module Gemini par un ombilical de 7.5 mètres, apportant l'oxygène, l'electricité et les communication en provenance du module, et retournant à celui-ci les données médicales de l'astronaute. La combinaison spatiale, pressurisée et épaissie par un système d'isolation et de climatisation nécessaire à l'EVA, est presque complètement rigide – « elle avait la flexibilité d'une vieille armure rouillée »^{[C 3]}, rendant tout mouvement difficile et exténuant.

Après avoir détaché un détecteur d'impact de micro-météorites et attaché une sorte de rétroviseur au nez du module, permettant à Stafford de suivre plus aisément l'EVA, Cernan doit évaluer comment un astronaute peut se déplacer en agissant sur son ombilical, et en utilisant les points d'accroche sur le module. Il expérimente bientôt de grandes difficultés à se déplacer et à contrôler les mouvements de l'ombilical, qui semble mener sa propre vie, et – par le un jeu d'action/réaction –perturbe à tout instant la trajectoire de l'astronaute qui a grand mal à se stabiliser. Le module n'est pourvu que de quelques points d'accroche, insuffisants pour que Cernan puisse se stabiliser et se déplacer efficacement.

Après 30 minutes passées à se battre avec l'ombilical et tenter de se stabiliser, Cernan fait une pause et s'apprête à tester l'AMU. Celui-ci est stocké à l'arrière du module Gemini, dans une baie de stockage (le module Gemini na pas de moteur principal à l'arrière) et Cernan doit donc atteindre ce lieu, mettre en service l'AMU et transférer l'ombilical d'alimentation d'oxygène et de communication du module vers l'AMU avant de commencer à utiliser l'engin.

Cernan progresse méthodiquement vers l'arrière du module, et – au moment où il atteint celui-ci – le module passe du côté obscur de la Terre. Cernan doit donc travailler à la lumière de ses deux lampes torches située sur son casque, dont l'une s'avère être en panne. Handicapé par le manque de lumière, la rigidité de sa combinaison et surtout par le manque de point d'appui sur le module pour se stabiliser, Cernan met cinq fois plus de temps que prévu à mettre en service l'AMU. 1H37 se sont déjà écoulées en EVA.

Cette mise en service a necessité des efforts considérables, et le système de climatisation de la combinaison a du mal à lutter contre la chaleur et la sueur dégagée par Cernan. Les données médicales recueillies au sol montre que Cernan brûle autant d'énergie que s'il montait cent marches par minute, et son cœur bat trois fois plus vite que la normale^{[E 3]}. De la buée commence à se former à l'intérieur du casque, qu'il est impossible d'enlever autrement qu'avec le bout du nez. De plus, Cernan s'étant détaché de l'ombilical du module pour se rattacher à l'AMU, les communications passent maintenant par l'AMU, et s'avèrent extrêmement mauvaises.

Face à toutes ces difficultés, Stafford prend de nouveau ses responsabilités de commandant et annule le test de l'AMU. Il reste 25 min avant que le module ne passe de nouveau du côté obscur de la Terre et Cernan doit se détacher de l'AMU et rentrer dans le module, ce qui n'est pas la partie la plus facile de l'EVA.

En effet, la place à l'intérieur du module Gemini est très exigüe, de l'ordre du volume des deux places avant d'une automobile. La combinaison étant très rigide, et les positions possibles dans le module très restreintes, Cernan peine à rentrer dans le module. Dans l'action, Cernan donne accidentellement un coup de pied dans l'Hasselblad ayant photographié toute l'EVA, qui est projeté dans l'espace, ce qui explique qu'il n'existe que très peu de photos de cette EVA. Presque rentré dans le module, Cernan s'aperçoit qu'il ne peut pas fermer l'écoutille. Il est contraint de se tasser comme il peut, dans une position extrêmement douloureuse qu'il ne peut soulager que lorsque le module est enfin repressurisé et que le combinaison s'assouplit quelque peu. L'EVA aura duré 2h09.

Ré-entrée dans l'atmosphère et amerrissage

Cernan et Stafford descendant de la capsule, après que celle-ci a été transférée sur le navire récupérateur

A la fin de la 47^e orbite, Gemini 9 entame la procédure de réentrée dans l'atmosphère. Après une descente sans problème, Gemini 9 amerri 550 km à l'est de Cap Canaveral. Ce fut un des amerrissage le plus précis, avec une erreur de moins de 700m par rapport au point planifié. Ils étaient si près du navire récupérateur, l'USS Wasp (CV-18), que les astronautes sont restés à l'intérieur de la capsule, tandis que celle-ci était transférée sur le navire.

Bilan de la mission

Au total, la mission fut considérée par Bob Gilruth, directeur du centre des vols habités, comme globalement « extrêmement réussie, malgré les déboires et les revers, et que beaucoup sera appris de ceux-ci »^{[C 4]} . Les rendez-vous réussis ont validé la solution retenue pour Apollo de rendez-vous spatial autour de la lune entre le module lunaire et de commande, et l’amerrissage précis a montré la maitrise de la rentrée dans l’atmosphère.

Raisons de l'échec de largage de la coiffe de l'ATDA

Après la mission, il est apparu que le problème de coiffe était dû à un problème de communication entre McDonnell qui construisait l'ATDA, et Douglas (à l'époque entités séparées) à qui était sous-traité la coiffe. Un ingénieur de Douglas a validé le fonctionnement de la coiffe, mais sans raccorder les câbles commandant l'explosion des boulons, pour des raisons de sécurité. Ayant dû quitter précipitamment le test car sa femme était enceinte, il a laissé une note pour les ingénieurs de McDonnell demandant de "raccorder les câbles". Le lendemain, ceux-ci ont tenté de raccorder les câbles, en suivant une documentation peu claire de McDonnell, elle-même mal recopiée du documentation Douglas, et ont raccordé comme ils ont pu^{[E 4]}.

Le commission d'enquête en tira des conséquences pour établir des procédures plus rigoureuses quand plusieurs co-traitants sont impliqués dans un même système.

Conséquences de l'échec de l'EVA

Les débriefings ont conclu que les difficultés du travail en EVA avaient été sous-estimées et non anticipées. Parmi les mesures et actions prises pour préparer au mieux les futures EVA, on compte notamment ^{[E 5]} :

• L'amélioration de l'entrainement des astronautes à l'EVA dans un laboratoire de flottabilité neutre - une piscine chargée de reproduire au maximum les conditions de travail en apesanteur - qui fut mis en œuvre dès la rentrée 1966.
• Un raccourcissement de l'ombilical de 7.5m à 4m, pour éviter la formation de boucles et diminuer les mouvements propres de l'ombilical.
• La mise en place de d'avantage de points d'appui et d'accroche sur l'extérieur du module de commande, ainsi que de cavités pour pouvoir placer et arrimer les pieds.

Liens externes

• (en) Kennedy Space Center: Gemini IX
• (en) NASA Gemini 9-A press kit - May 28, 1966
• (en) Récit détaillé de la mission, sur Encyclopedia Astronautica

Notes et références

Notes

1. ↑ ^{a et b} Le nombre entre parenthèses désigne le nombre de missions spatiales antérieures, celle décrite ici incluse.

Bibliographie

• (en) Eugene Cernan et Donald A. Davis, The Last Man on the Moon: Astronaut Eugene Cernan and America's Race in Space, St. Martin's Press, 1999 (ISBN 978-0-3121-9906-7) :

1. ↑ p. 156
2. ↑ p. 159
3. ↑ p. 169
4. ↑ p. 191

• (en) Ben Evans, Escaping the Bonds of Earth: The Fifties and the Sixties, Springer Praxis Books, 2010 (ISBN 0387790934) :

1. ↑ p. 344
2. ↑ p. 346
3. ↑ p. 351
4. ↑ p. 344
5. ↑ p. 368