A la conquête de la lunethierry.lct.pagesperso-orange.fr/tut/lune_presentation.pdf · partie de la conquête de l'espace pendant la guerre froide. C'est Nikita Khrouchtchev lui-même

M. Lancelot - Professeur de Technologie

Après la seconde guerre mondiale, Les blocs de l’Est et de l’Ouest s’affrontent sans se battre : le monde est en pleine guerre froide.

Bien avant d’envisager de marcher sur la lune, les programmes spatiaux permettent de mettre au point des missiles nucléaires intercontinentaux, c'est-à-dire des fusées transportant une bombe atomique capables de traverser les océans. Cela permet aussi d'afficher devant le monde entier son avance technologique.

A la conquête de la lune


L’ingénieur allemand Wernher von Braun est le directeur technique du centre d'essais de Peenemünde, petit port situé à 250 km au nord de Berlin.Dans les années 1940, il met au point la fusée A4. Cette fusée transformée en arme avec une charge explosive, prendra le nom de V2 (V pour Vergeltungswaffe « arme de représailles »).

Pionnier de l'astronautique : Wernher von Braun

Wernher von Braun avec une maquette d'un missile V2


Le missile V2 est le résultat des travaux d'ingénieurs et de chercheurs allemands dans le domaine des fusées. L'armée allemande souhaite disposer de nouvelles armes échappant aux limitations du traité de Versailles. C'est un engin révolutionnaire utilisant une propulsion à combustibles liquides de grande puissance.

Missile V2, la première fusée

Le missile V2 est les premier objet fabriqué par l'Homme à franchir les 100 km d'altitude et à atteindre l'espace.Le 20 juin 1944, il atteint 174,6 km d’altitude.Le V2 est directement à l'origine des lanceurs ouvrant l'ère spatiale à l’issue de la seconde guerre mondiale.


Le missile V2

EthanolOxygène liquide

Charge explosive

Système de

guidage

Gouvernes

Moteur fusée

Le missile V2 est un engin de 12,5 tonnes propulsé par un moteur-fusée brûlant un mélange d'éthanol et d'oxygène liquide exerçant une poussée au décollage de 25 tonnes. Il permet d’atteindre une vitesse de 4 827 km/h. Il dispose de gouvernes permettant de modifier sa trajectoire. Il emporte une charge militaire constituée de 750 kilogrammes d'explosifs à une distance pouvant atteindre 320 km.


À la fin de la Seconde Guerre mondiale les États-Unis et l'Union soviétique se partagent les équipements et les ingénieurs du projet V2.Wernher von Braun est récupéré par les forces américaines. Il jouera un rôle essentiel dans le développement des fusées américaines des missions lunaires du programme Apollo.Nikita Khrouchtchev, dirigeant de l’URSS décide de se lancer dans un programme spatial ambitieux pour prouver au monde la grandeur du régime soviétique. L’ingénieur russe Sergueï Korolev est chargé du programme spatial soviétique.

L’après-guerre

Sergueï Korolev permettra aux russes de surpasser les Américains pendant quelques années.


Spoutnik1 est le premier premier satellite artificiel envoyé dans l’espace grâce au lanceur R7 Semiorka.

4 octobre 1957 - L’exploit Russe

Spoutnik1 est une sphère en aluminium de 58 cm de diamètre et d'une masse de 83 kg. Il transmet par radio des indications sur la température et la pression à bord.Le satellite fonctionnera 22 jours jusqu'à l'épuisement de ses batteries.


Les soviétiques lancent Spoutnik 2.Spoutnik2 est un cône de 508 kg de 2m de diamètre sur 4m de haut emportant la chienne Laïka, premier animal vivant à réaliser une orbite dans l'espace en effectuant le tour de la Terre.

3 novembre 1957

Laïka n'est pas le premier être vivant à être allé dans l’espace : En 1947, des mouches avaient été propulsées dans une fusée V2 puis ramenées en vie.Au début des années 1950, des rats, des souris et des lapins avaient également effectués des vols.


La fusée R-7 Semiorka est reconnaissable par ses 4 moteurs autour de la partie centrale. Elle a donné naissance à de nombreux lanceurs qui se différencient par leurs étages supérieurs.Cette fusée est un engin de 280 tonnes, d’une hauteur de 34m et disposant d’une portée de 8500 Km.

La fusée R-7 Semiorka des Soviétiques

La fusée R-7 Semiorka est un engin de 280 tonnes, d’une hauteur de 34m et disposant d’une portée de 8500 Km.

Chaque élément possède un moteur comportant quatre chambres de combustion.

M. Lance lot - P

rofe sseur de Technolo gie

Le fonctionnement d’une fusée à deux étages est mal maîtrisé. Pour contourner ce problème le lanceur R7 est constitué d'un étage central central équipé de 4 étages d'appoint ayant la forme de cônes allongés (configuration en fagots). Tous les moteurs-fusées sont mis à feu alors que le lanceur est encore au sol. Les étages d'appoint sont largués au bout de 125 secondes mais l'étage central, qui est plus long et continue à propulser le missile encore 125 secondes jouant ainsi le rôle d'un second étage.


12 avril 1961Le premier homme dans l’espace : le soviétique Youri Gagarine effectue un vol spatial de 1h48 à une altitude moyenne de 250 Km à bord de Vostok1.Le vol connut de nombreux problèmes, chanceux, Youri Gagarine s’éjectera à 7 kilomètres d’altitude pour se poser en parachute.Pour des raisons de poids, on n'a pas pu installer sur la capsule Vostok de rétrofusées permettant de réduire suffisamment la vitesse.


Le retentissement planétaire des exploits Soviétiques remettent en cause la suprématie technologique des États-Unis.En 1958, le gouvernement américain créé la NASA afin de rattraper leur retard.En 1961, JF Kennedy annonce dans un discours historique que les États-Unis enverront un Homme sur la Lune. L'idée est que le but soit suffisamment complexe pour que l'avance prise par l'URSS ne soit plus réellement significative.Ce projet mobilisa 400 000 personnes et 25,4 milliards de dollars en 1969 (équivalent à plus de 150 milliards d’€ à l’heure actuelle).

Le sursaut des américains

Le 25 mai 1961, JF Kennedy déclare :

«Notre pays doit se vouer tout entier à faire atterrir un homme sur la Lune et le ramener sain et sauf sur la terre avant la fin de la décennie.»


Mission Mercury-Redstone 3. Alan Shepard devient le premier Américain dans l'espace. Il effectue le vol dans une cabine Mercury baptisée Freedom 7, le lanceur est une fusée Redstone (30 tonnes, hauteur de 25m).

5 mai 1961

À la différence de Youri Gagarine, Alan 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,


La russe Valentina Terechkova est la première femme à effectuer un vol dans l'espace. Valentina Terechkova a effectuée 48 orbites autour de la Terre à bord de Vostok 6 en 70 heures et 41 minutes.Les dirigeants soviétiques considéraient les vols de femmes dans l'espace seulement comme un outil de propagande, ce qu'était déjà une grande partie de la conquête de l'espace pendant la guerre froide.C'est Nikita Khrouchtchev lui-même qui fit la sélection finale, choisissant Terechkova sur les cinq femmes sélectionnés.

16 juin 1963

Il faudra attendre dix-neuf ans avant qu'une autre femme aille dans l'espace, la Soviétique Svetlana Savitskaïa, et vingt ans avant qu'une femme d'une autre nationalité s'y lance à son tour, l'Américaine Sally Ride.


Voskhod 1 a été le premier vol spatial a emmené un équipage de 3 personnes dans l'espace et le premier vol sans combinaisons spatiales.Le module Voskhod est un module Vostok avec une rétrofusée et un parachute permettant un atterrissage de l’équipage dans le module.Aucun dispositif de secours n'est prévu en cas de problème au décollage ou à l'atterrissage.A son bord, Vladimir Komarov, Boris Egorov et Konstantin Feokistov testent le vaisseau et réalisent des expériences médicales. Après un vol de plus de 24 h, la cabine retourne sur terre.

12 octobre 1964

Voskhod 1 est le premier vol spatial avec 3 personnes à bord ne disposant pas de combinaisons spatiales.


Première sortie dans l'espace par le soviétique Alexei Leonov à bord de la capsule Voskhod 2.

18 mars 1965

Alexei Leonov émerge prudemment du sas relié à la capsule spatiale par un filin de 4,5 mètres


Premier vol avec équipage pour le programme Américain Gemini.Virgil Grissom et John Young effectuent 3 orbites ainsi que des manœuvres durant un vol de 4 heures 52 minutes.

23 mars 1965

L’objectif de la mission Gemini 3 était de tester la manœuvrabilité du nouveau vaisseau Gemini.


Première sortie d'un américain dans l'espace.L'astronaute Edward White effectue une sortie de 22 minutes dans l'espace.L’équipage est composé de James McDivitt et Edward White.Le vaisseau retourna sur Terre sans incident après 4 jours et 62 orbites autour de la Terre.

3 juin au 7 juin 1965

L’objectif de la mission Gemini 4 était de mettre au point les techniques nécessaires pour la réalisation du programme Apollo.


De 1958 à 1963, le programme Mercury :Les objectifs étaient de placer un vaisseau spatial habité en orbite terrestre, d'étudier la capacité de l'homme à travailler dans l'espace et de récupérer le vaisseau spatial et son équipage en toute sécurité.

De 1963 à 1966, le programme Gemini :Les objectifs étaient de parfaire les techniques utilisées par les vols spatiaux, de réaliser les premières sorties dans l'espace et d’effectuer des amarrages entre les capsules.

Après 1966, le programme Apollo :Qui permettra d’atteindre la Lune. La Nasa a développé la fusée géante Saturn 5, le module de commande, le module de service et le module lunaire chargé de transporter les hommes sur la Lune depuis l'orbite lunaire.

Les grandes étapes du programme spatial américain


L'équipage d’Apollo1 composé de Virgil Grissom, Edward White et Roger Chaffee effectue un test destiné à s'assurer que le vaisseau est capable de fonctionner de manière autonome.Le vaisseau Apollo est au sommet de son lanceur et fermé de manière hermétique. Comme il s'agit d'une répétition de lancement, les réservoirs de la fusée ne sont pas remplis. De nombreux problèmes surgissent au cours de cet essai pour finalement se finir en incendie. La cabine s'embrasa rapidement, tuant les astronautes en moins de neuf secondes.

27 janvier 1967

L'incendie a été provoqué par un court-circuit électrique favorisé par l'utilisation de nombreux matériaux inflammables et par l'atmosphère d'oxygène pur extrêmement inflammable.Suite à ce drame, la conception de la capsule est complètement revue.


L’équipage d’Apollo 8 composé de William Anders, James Lovell et Frank Borman eut à l'époque un retentissement mondial et une grande couverture médiatique car faisant l'objet de nombreuses premières.Cette mission permet à l’équipage :

- de sortir de l'attraction terrestre, - de se positionner en orbite autour de la Lune.

21 décembre au 27 décembre 1968

La mission Apollo 8 est la première mission utilisant la fusée Saturn V.La capsule Apollo 8 s’approcha de 112Km de la Lune.


La fusée Saturn V

Saturn V est un monument de 111 mètres de hauteur, d’un diamètre de 10 mètres, d’une masse totale supérieure à 3000 tonnes au décollage.Elle surpasse en taille et en capacité toutes les autres fusées ayant précédemment volé.Le lanceur Saturn V est composé de 3 étages et d’une case à équipements située à son sommet.


L’équipage d’Apollo 9 est composé de James McDivitt, David Scott et Russell Schweickart, la mission dura 10 jours.L’objectif de la mission était d’emporter pour la première fois tous les éléments destinés à se poser sur la Lune : le module de service, le module de commande et le module lunaire.Les astronautes ont détachés le module lunaire, ce qu'ils devraient faire pour le poser sur la Lune puis l’ont récupéré.

3 mars au 13 mars 1969

La mission Apollo 9 apporta la confirmation que la technologie développée pour aller sur la Lune était prête.


L’équipage d’Apollo 10 est composé de Gene Cernan, Thomas Stafford et John Young, la mission dura 8 jours.Les dirigeants de la NASA ont envisagés qu'Apollo 10 soit la première mission à effectuer un atterrissage sur le sol lunaire. Mais, dans la mesure où les Soviétiques ne semblaient pas être prêts, la NASA opta prudemment pour une dernière répétition.

18 mai au 26 mai 1969

Apollo 10 constituait la dernière répétition avant la mission Apollo 11 qui permettrait les premiers pas de l'Homme sur la Lune.Le module lunaire d’Apollo 10 s’approcha de 15km6 de la Lune.


L’équipage d’Apollo 11 est composé de Neil Armstrong, Edwin Aldrin (surnommé Buzz) et Michael Collins, la mission dura 8 jours.Neil Armstrong est le premier homme à avoir posé le pied sur la Lune le 21 juillet 1969. Il sera suivi quelques minutes après par Edwin Aldrin .La mission Apollo 11 décolle le 16 Juillet de Cap Kennedy.La séparation du module lunaire (LEM) s'effectue le 20 Juillet en emportant Armstrong et Aldrin vers la lune. Collins reste seul aux commandes du module Apollo 11 en orbite autour de la Lune.

16 juillet au 24 juillet 1969

Les astronautes resteront 21 heures et 36 minutes sur la Lune.La mission Apollo 11 permettra de ramener 21,7 kilogrammes de roche lunaire et d’installer plusieurs instruments scientifiques sur la Lune.


Ensemble des modules (45 tonnes)

Module de service Module de commande

Etage de remontée

Etage descente

Module lunaire

24 tonnes 6,5 tonnes

4,5 tonnes 10 tonnes


Au départPour se rendre sur la lune, la NASA opta pour le rendez-vous en orbite lunaire. Une telle procédure de vol permettait de limiter énormément le poids des modules de transport des astronautes.Cette procédure nécessite une fusée porteuse moins puissante, moins longue à mettre au point, moins chère.Au décollage, le module lunaire est situé sous le module de commande, module de service.


En route pour la Lune

Après la mise en orbite, les modules de commande et de services sont retournés pour s’amarrer au module lunaire.L’assemblage réalisé se dirige vers la lune.


Se poser sur la Lune

Les astronautes allant sur la lune se positionnent dans le module lunaire, ce module se décroche du module de commande et se dirige vers le sol lunaire.Les modules service/commande restent en orbite autour de la Lune.


Décollage de la Lune

La mission sur la Lune achevée, la partie supérieure du LEM décollait en abandonnant sur le sol lunaire l'étage de descente.L'étage de remontée s’amarre au modules service/commande Les astronautes à bord de l'étage de remontée réintégrent le module de commande.L'étage de remontée est largué et s'écrase sur la Lune.


Retour vers la Terre

A l’approche de la Terre, le module de commande se sépare du module de service.Le module de commande se prépare à la rentrée dans l'atmosphère en changeant d'orientation pour limiter sa vitesse.Des parachutes permettaient à la capsule d'amerrir.


L’équipage d’Apollo 13 est composé de James Lovell, Jack Swigert et de Fred Haise, la mission dura 6 jours."Houston, nous avons un problème" : l'explosion d'un réservoir d'oxygène met hors service le module de service qui fournit à la fois l'énergie, l'eau, l'oxygène et le système propulsif durant la majeure partie de la mission. Pour survivre l'équipage se réfugie dans le module lunaire dont il utilise les ressources relativement limitées. Le vaisseau ne peut pas faire demi-tour et doit contourner la Lune avant de revenir sur Terre.Bien évidement, Apollo 13 ne se posera pas sur la Lune.

11 avril au 17 avril 1970

un court-circuit électrique à l'intérieur du réservoir d'oxygène a fait exploser le réservoir.


L’équipage d’Apollo 15 est composé de David Scott, James Irwin et de Alfred Worden, la mission dura 12 jours.C’est la première mission faisant intervenir le rover lunaire.Le rover fut très pratique comme outil d’exploration et pour transporter l’équipage et des échantillons lunaires en parcourant 27,9 kilomètres.Impossible à ramener, il sera abandonné sur la Lune.

26 juillet au 7 août 1971

Les astronautes disposent du rover lunaire : ce véhicule tout-terrain à propulsion électrique est alimenté par des piles.Autonomie de 92 km, vitesse maxi de 14 km/h et capacité d'emport de 490 kg.A l’avant du rover, une antenne en forme de parapluie et une camera.


L’équipage d’Apollo 17 est composé de Harrison Schmitt, Gene Cernan et Ronald Evans, la mission dura 12 jours.C’est la dernière mission du programme spatial Apollo à emmener des hommes à la surface de la Lune.Cernan et Schmitt enchaînent au cours de leur séjour 3 sorties extravéhiculaires sur le sol lunaire d'une durée totale de 22 heures 4 minutes, au cours desquelles ils collectent 110 kilogrammes de roches lunaires et parcourent à bord de leur véhicule 36 kilomètres.

7 décembre au 19 décembre 1972

Après 3 jours sur la Lune, le 14 décembre 1972, le module lunaire Challenger a décolle.L'événement a été filmé par la caméra du rover lunaire.

Documents

A la conquête de la lunethierry.lct.pagesperso-orange.fr/tut/lune_presentation.pdf · partie de la conquête de l'espace pendant la guerre froide. C'est Nikita Khrouchtchev lui-même