Présentation

Les vols Apollo habités sont classés en 2 catégories :
- Mission en orbite terrestre (Earth Orbital) : Apollo 7, Apollo 9
- Mission lunaire (Lunar) : Apollo 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17.

Chaque mission était désignée par une lettre qui définissait ses objectifs majeurs :

Désignation Type de mission Missions
A & B Vol d'essai non-habité  
C Mission habitée, test du CSM en orbite terrestre Apollo 1, Apollo 7
C' Mission habitée, test du CSM en orbite lunaire Apollo 8
D Mission habitée, test du CSM et du LM en orbite terrestre Apollo 9
E Mission habitée, test du CSM en haute orbite terrestre (objectif original d'Apollo 8)
F Mission habitée, tests du CSM/LM en orbite lunaire Apollo 10
G Mission habitée, premier alunissage Apollo 11
H Mission habitée, alunissage à différents sites avec le matériel de base Apollo 12, Apollo 13, Apollo 14
I Mission habitée destinée à la science en orbite lunaire -
J Mission habitée, temps sur la surface lunaire prolongé, LM et matériel scientifique perfectionné Apollo 15, Apollo 16, Apollo 17

Toutes ces missions sont organisées de la même façon. L'équipage est constitué de trois astronautes : le Commandant (Commander, CDR), le Pilote du module de commande (Command Module Pilot, CMP) et le Pilote du module lunaire (Lunar Module Pilot, LMP).

Le lanceur utilisé est une fusée Saturn V (à l'exception d'Apollo 7, qui a utilisé une fusée Saturn 1-B). Au sommet de cette fusée se trouve le module de commande et de service (CSM). Pendant la phase de lancement, le Module Lunaire ou LM est stocké sous le module de service, à l'intérieur du SLA.

Une section du site est consacrée aux lanceurs, mais il est nécessaire de connaître l'architecture générale des véhicules et des lanceurs afin de comprendre le déroulement d'une mission.

Voici la configuration du lanceur au moment du lancement. La Saturn V mesure 110 mètres. Elle est constituée de trois étages, respectivement S-IC, S-II et S-IVB. Au sommet du dernier étage, le S-IVB, est fixée l'I.U. ou Instrument Unit, qui contient le matériel essentiel aux communications, à la télémétrie, au guidage, aux systèmes de logiques séquentielles et à la navigation lors de la phase de lancement. L'I.U. est surmontée du SLA (Spacecraft-to-LM Adapter). C'est cet étage du lanceur qui contient le Module Lunaire (LM) (voir schéma plus bas). Le Service Module (SM) est fixé au sommet du SLA, il contient toutes les ressources indispensables à l'équipage pour le voyage et le Command Module (CM), quant à lui, abrite l'équipage. C'est le seul élément qui reviendra sur Terre. Finalement, le CM est surmonté de la Launch Escape Tower (LET) qui protège le CM et lui permet de se détacher rapidement du lanceur en cas de problème lors du lancement, et ainsi, de sauver l'équipage.

 

 

Le module de service (en forme de cylindre) fournit l'eau, l'énergie, l'électricité, la propulsion et toutes les ressources nécessaires au voyage spatial, et le module de commande (en forme de cône) accueille l'équipage et possède un bouclier thermique, permettant la rentrée dans l'atmosphère.


(CG réalisé par T. Muto. © 2001, T. Muto)

Déroulement d'une mission lunaire (Schéma)

Une fois les trois hommes installés dans le module de commande, la Saturn V décolle du pas de tir 39-A (sauf pour Apollo 7, qui partit du pas de tir 37, et Apollo 10, du pas de tir 39-B), situé au KSC, en Floride. Un peu moins de 3 minutes après avoir quitté le pas de tir, le S-IC, le premier étage de la Saturn V, déjà vide, se sépare et est lâché dans l'atmosphère. A ce momentLa BPC (Boost Protective Cover) est éjecté car désormais inutile. Le second étage (le S-II) se met en marche, puis est à son tour éjecté 8 minutes après le décollage. Le dernier étage, le S-IVB, démarre et puis se coupe 12 minutes après le lancement, mais n'est pas éjecté immédiatement. 

 

GET*
(hh:mm:ss)
Altitude moyenne (m) Vitesse approx. de l'ensemble
(m.s-1)
Évènement
00:00:00   0 Décollage - Le lanceur quitte le pas de tir
00:01:05 7 800 320 Le lanceur passe Mach 1 ("Mur du son")
00:01:22 13 000 500 MaxQ - Accélération dynamique maximale
00:02:45 115 000 2 400 Extinction du S-IC, séparation S-IC/S-II, éjection du S-IC, allumage du S-II
00:09:55 190 000 6 500 Extinction du S-II, séparation S-II/S-IVB, éjection S-II, allimage du S-IVB
00:11:50 191 000 7 300 Insertion en orbite terrestre - Les véhicules sont satellisés
00:12:15 Apogée = Périgée = 185 000 m 7 400 Extinction du S-IVB - Fin de la première poussée du S-IVB.
02:40:00 185 000 7 400 Allumage du S-IVB - 2de poussée
02:45:50   10 500 Fin de la poussée de TLI

*: GET (Ground Elapsed Time) Temps écoulé depuis le moment où le lanceur quitte le pas de tir

 

Le vaisseau est alors à ce moment en orbite terrestre, en phase d'EPO (Earth Parking Orbit) (schéma ci-dessus). Il effectue environ 3 orbites, le temps nécessaire aux ingénieurs de Houston pour vérifier les systèmes, puis est redémarré. Cette phase est appelé Translunar Injection (TLI, Injection Translunaire). Le vaisseau est envoyé vers la Lune grâce à une poussée de quelques minutes du S-IVB. Ensuite, le vaisseau se sépare du S-IVB et effectue une rotation de 180°, de façon à se positionner en face du S-IVB. Les astronautes peuvent enfin enlever leurs combinaisons de vol.

Apollo 9 : Vue du  LM dans le S-IVB avant l'extraction

Le lancement a eu lieu environ 3 heures auparavant. C'est à ce moment que s'effectue la Transposition, Ejection & Docking (schéma ci-dessus). Le CMP ou le CDR pilote le module de commande et se rapproche de plus en plus, de façon à s'arrimer avec le Module Lunaire (LM). Le LM est extrait du S-IVB, qui est ensuite largué. Désormais, le LM et le CSM sont solidement arrimé, et l'équipage peut aller et venir dans les deux vaisseaux. (schéma ci-dessous)


(CG réalisé par T. Muto. © 2001, T. Muto)

Commence alors la Translunar Coast (TLC, Transfert Translunaire). Le CSM se met alors en rotation autour de son axe. Cette procédure est appelée PTC (Passive Thermal Control, Contrôle thermique passif, surnommé "Barbecue" par les astronautes), et évite que les rayons du soleil frappe toujours le même endroit du CSM. Le voyage pour la Lune dure environ 2 jours. Arrivé près de la Lune, le CSM ralentit et se place en orbite lunaire. Cette opération est appelée Lunar Orbit Insertion (LOI, Insertion en orbite lunaire).

Le commandant de la mission (CDR) et le pilote du module lunaire (LMP) se placent dans le module lunaire, et le pilote du module de commande reste seul en orbite autour de la lune dans le Module de Commande. Le CSM se sépare ensuite du LM, qui commence sa PDI (Power Descent Inititation, Inititation de la descente propulsée), c'est-à-dire qu'il ralentit progressivement pour descendre vers la surface lunaire.


Le LM en descente vers la surface (Apollo 16)

Ensuite, le Commandant prend les commandes du LM et le fait atterrir. L'exploration de la lune commence alors. Les deux hommes déploient les ALSEP (Apollo Lunar Surface Experiment Package, Package d'éxpérience à la surface lunaire), et collectent des roches.


Apollo 11, activités sur la surface lunaire.

  
L'ascent stage du LM d'Apollo 11 remonte de la surface • Le CSM vu depuis le LM avant l'arrimage.

Environ 2 à 4 jours après, ils redécollent de la lune, et s'arriment de nouveau avec le CSM resté en orbite. Ils transfèrent les échantillons des roches dans le CM, ils scellent la trappe du LM et larguent ce dernier. Le SPS (Service Propulsion System), principal système de propulsion du CSM, est mis à feu pendant quelques minutes pour la TEI (Transearth Injection, Injection vers la terre), poussée nécessaire afin de libérer le vaisseau de l'attraction lunaire : le Module de Commande est catapulté vers la Terre.

La Transearth Coast (TEC, voyage de retour vers la Terre) dure 2 jours. Arrivés près de la Terre, le module de service est largué, et le module de commande se positionne pour la rentrée dans l'atmosphère. Les communications radios avec le contrôle de mission à Houston sont coupées pendant 3 minutes (Radio Black-out), le temps de la rentrée dans l'atmosphère.


Récupération du CM d'Apollo 13.

Les astronautes subissent une accélération de 5 à 6g, et la chaleur du bouclier thermique augmente jusque 1500° C. Les parachutes sont ensuite déployés, et le module de commande retombe dans l'océan, puis est récupéré par un porte-avion. Pour les mission Apollo 11, 12 et 14, les 3 astronautes étaient placés en quarantaine, car on redoutait la présence de virus ou de bactéries sur la Lune. A partir d'Apollo 15, la quarantaine fut abandonnée. A l'issue du voyage, de l'immense Saturn V de 110m et du LM, il ne reste que le Module de Commande...

ANNEXE : LA RENTRÉE DANS L'ATMOSPHÈRE

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