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GEMINI, UNE PASSERELLE VERS LA LUNE
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En avril 1960, le groupe de travail STG propose d'incorporer un système de contrôle pour la rentrée à Mercury ainsi que pour les rendez vous en orbite. Mc Donnel répond avec deux versions de Mercury, une cabine de base capable de réaliser un vol de 18 orbites et une cabine biplace nommée Mercury Mark 2. Parallèlement, le groupe d'étude propose le développement d'un vaisseau triplace pour aller sur la lune, Apollo. Début des années 1960, les options pour rallier la lune sont encore flou hésitant entre le vol direct et le rendez vous en orbite terrestre. 1961 Alors que le programme Mercury est en route, le développement d'un nouveau vaisseau se poursuit. Des études sont faites afin d'explorer d'autres limites du vol spatial comme le retour contrôlé, les manoeuvres en orbite, le système de guidage autonome, les vols de longue durée (14 jours) et le retour sur terre depuis la lune. Dans les cartons de McDonnell, un projet de station orbitale avec une cabine Mercury relié à un cylindre laboratoire dérivé d'un étage Agena. Le transfert de la cabine vers le labo se faisant par l'espace grâce à un sas gonflable. Au printemps, elle est chargée également d'étudier une cabine Mercury manoeuvrable pour les futurs vols habités (contrat NAS 9-119). En mai, la firme Martin propose à la NASA son lanceur Titan 2 pour les vols lunaires. Le Titan 2 est un missile ICBM à ergols stockable capable de placer 4 tonnes en LEO. il succède au Titan 1 a propergol cryogénique (kérosène et LOX) mis au point au début de 19598 et rapidement mis en service sur le territoire Américain. Contrairement au missile Atlas, le Titan 1 n'est pas reconvertit en lanceur spatial après sa mise en retraite. Le Titan 2 remplace le titan 1. Le missile en utilisant des ergols dits stockable est plus facile à mettre en oeuvre dans les silos. De plus, il est plus moderne que Atlas avec une centrale inertielle pour le guidage. Sa capacité lui permet de propulser une charge de 9 MT sur 14 000 km. Dans l'été, la NASA demande à Mc Donnell d'étudier une cabine dérivée de Mercury. Ce Mercury Mark II reprend le concept général de la cabine de base avec quelques changements minimes comme l'ajout d'un adaptateur arrière pour les batteries, deux sièges éjectables et des équipements modulaires pour deux astronautes. Deux parachutes assisteront l'atterrissage. Cette cabine sera lancée par un Atlas équipé d'un étage cryogénique Centaur. La firme Martin propose d'utiliser son lanceur Titan 2 pour cette cabine modifiée. Comparé à l'Atlas, c'est un lanceur plus moderne, utilisant des propergols stockables avec une capacité de lancement plus importante. Le pad LC 19 de Cap Canaveral des Titan 1 devra être modifié pour les Titan 2. Martin est prête à fournir 9 lanceurs de 1962 à 1964 pour un coût global de 50 millions $. Octobre, le projet Mark II est présenté par le Space Task Group. La cabine dérivé de Mercury sera lancée avec deux hommes à bord par un lanceur Titan 2. L'Atlas Agena B sera utilisé comme cible pour les rendez vous dans l'espace. 12 vols sont planifiés entre mai 1963 et mars 1965. Après un premier vol automatique, la première mission pilotée durera 18 orbite, tandis que les vols 3 et 4 dureront 14 jours. Le reste des missions permettra des rendez vous dans l'espace. Martin reçoit confirmation de l'USAF pour utiliser le Titan 2 comme lanceur et de modifier le LC 19 de Cap Canaveral. Lorsque le premier programme de vol habité est décidé en octobre 1958, il est géré par le STG à Langley en Virginie. En février 1959, le groupe déménage dans le Maryland. Devant les nouveaux défi, un nouveau site est proposé en 1961 et choisit en septembre près de Houston. Le 1er novembre, le Space Task Group est renommé Manned Spacecraft Center, MSC. Robert Gulrith est en le directeur. Dans les mois qui suivront, quelques 750 employés de la NASA aménageront à Houston, quittant le climat plaisant de Virginie pour l'air humide de la coté. Le programme Mark II coûtera 500 millions $ pour les 12 lanceurs Titan. McDonnell fournira 12 cabines, 15 adaptateurs arrières, 11 adaptateurs-cibles et les différents simulateurs. Le gouvernement et la NASA fourniront les infrastructures au sol. Martin à Baltimore reçoit confirmation pour fabriquer le premier des 15 Titan 2.
Décembre, Martin Baltimore reçoit le feu vert de l'USAF pour fabriquer 15 lanceurs Titan 2 pour Gemini. Dans les installations de Denver, un missile Titan 2 est mis à feu pour la première fois. Le Titan 2 garde la forme générale, les systèmes de base et la propulsion du missile. Les principales modifications seront axées sur la sécurité des équipages. 27 000 000 $ seront débloqués pour 15 lanceurs. 1962 Le Mercury Mark II devient Gemini. Le nom est suggéré par Alex P. Nagy du QG de la NASA parce que les deux étoiles jumelles Castor et Polux dans la constellation des gémeaux semblait symboliser le programme avec son équipage double, ses rendez vous orbital et la continuité avec Mercury. Le premier vol est prévu en août 1963, les deux suivant 6 semaines après puis avec deux mois d'intervalle pour les 9 autres. Le dernier vol reste prévu en mai 1964. Gemini sera probablement alimenté en électricité par des piles à combustible que développera General Electric. Le centre Marshall de Huntsville sera chargé de fournir les cibles Agena modifiées. En début d'année, les premiers contrats sont passés avec l'industrie, AiResearch Manufacturing Company pour le système de contrôle environnemental ECS, North American Aviation's Rocktdyne Division pour les moteurs de contrôle d'attitude et de rentrée OAMS et RCS, Westinghouse Electric Corporationle système de transpondeur de l'Agena, Minneapolis-Honeywell Regulator Company pour l'électronique du système de manoeuvre en orbite, Advanced Technology Laboratories, Inc pour le senseur horizontal, Thiokol Chemical Corporation pour les rétro-fusées, Aeronautical Division of Minneapolis-Honeywell pour le guidage inertiel. En mars, la configuration de la cabine est gelée. Après avoir penser équiper Gemini d'une tour d'éjection en cas de problème lors de l'ascension, les ingénieurs se rallient aux sièges éjectables. Déclenché manuellement ou en automatique, ils seront utilisable du sol juqu'a 18 km d'altitude. Lors du retour ils permettront aussi de s'extraire du vaisseau en cas de défaillance avec le système de parachute. Un contrat est passé en avril mai avec Weber Aircraft pour le développement su siège et Walter Kiddle Cie pour la propulsion.
Le 16 mai, l'USAF lance un premier Titan 2 de Cap Canaveral. L'USAF commande 8 GATV Gemini Agena Target Vehicle à Lockheed Missiles and Space Company. Le coût du programme est maintenant estimé à 744 millions $ soit 500 de plus que prévu à l'origine dont 391 pour les vaisseaux, 161 pour les lanceurs, 106 pour les Agena. Northrop Ventura fournira le parachute principal de 25 m de diamètre et le stabilisateur de 5 m pour le premier vol Gemini. Les autres cabines utiliseront un parapente au retour de mission développé par North American. Le centre Ames va construire une soufflerie pour tester ce parapente. La séquence prévoit le déploiement du parapente vers 18 000 m d'altitude jusqu'au toucher au sol. Un parachute de secours sera néanmoins ajouté à la cabine. En juillet, débutent des tests d'éjection des sièges de la cabine Gemini au Naval Ordnance Test Station. Ils dureront jusqu'en septembre. Ces tests simulent une éjection sur le pad depuis une tour ainsi que des éjections sur traineau à grandeur vitesse. Cinq essais depuis une tour (SOPE) sont réalisés en août avec des mannequins pour mettre au point et valider les parachutes individuels. Les derniers tests sont repoussés à 1963 suite à des problèmes avec la rétro-fusée d'extraction. Dans l'été, le système est validé. Les tests sur rail ont lieu au lac China, ils sont similaires à ce des avions militaires. Une maquette de la cabine est projetée le long d'un rail à très grande vitesse, l'écoutille est ouverte et deux mannequins éjecté avec leur siège. Les tests commencent en novembre 1962 et occupe l'année 1963 complète. Pour terminer les mises au point, des sauts en altitude sont réalisés par des mannequins et des astronautes afin de valider la séquence de déploiement du parachute. Le système d'éjection en vol Gemini est certifié en mars 1965, quelques jours avant le vol GT3.
La NASA annonce que le futur centre de contrôle des vols habités Manned Spacecraft Center sera construit à Houston. Tous les vols Mercury ont été contrôlé depuis Cap Canaveral qui est devenu maintenant trop petit pour le programme Gemini et Apollo. Le centre sera opérationnel en mars 1964 pour les vols avec rendez en orbite.
En août, l'USAF va modifier le LC 14 de Cap Canaveral (qui a lancé les vols Mercury) pour lancer les Atlas Agena destinés au programme Gemini. Première présentation de la maquette grandeur réelle du vaisseau Gemini dans les usines de Mc Donnell à St Louis. Le premier vol Gemini est maintenant prévu pour septembre 1963 et le premier habité en novembre. Septembre, la NASA présente ses 7 nouveaux
astronautes, quatre sont de l'USAF, le Major Frank Borman, le capitaine James A.
McDivitt, Edward H. White II et Thomas P. Stafford, trois de la Navy le
Lieutenant Commandant James A. Lovell, Jr, John W. Young et le Lieutenant
Charles Conrad, Jr et deux civils Neil A. Armstrong et Elliot M. See, Jr.
Novembre, B. F. Goodrich livre un prototype de
scaphandre spatial au MSC pour évaluation. Cette tenue réalisée pour les vols de
longue durées comprend des parties détachables comme les gants, les jambes et
le casque. C'est la seconde des deux tenues partielles développés pour le
contrat original d'octobre 1962. Le MSC a demandé à BF Goodrich dans le même
temps de fournir 14 tenues supplémentaires basées sur ce dessin.
Décembre, le vol Titan 2 N-11, le 8eme de la série conduit par l'USAF dans le cadre du développement du missile est lancé du Cap Canaveral. Il transporte un nouveau concept chargé de réduire les amplitudes des oscillations longitudinales apparaissant sur le premier étage lors des 7 derniers vols. Ce phénomène, l'effet POGO génère des forces de charge très importante au niveau du vaisseau Gemini. Le vol N 11 embarque des amortisseurs dans les lignes d'alimentation en comburant chargés de découpler la structure du missile et du moteur. A l'issue du vol, il s'avère que le phénomène n'a pas été réduit mais à au contraire augmenter de deux.
1963 Février, Northrop Ventura termine une première série de 20 tests de sauts destinés à développer le système de parachute de la cabine Gemini. Les 4 premiers sauts réalisés en août 1962 ont utilisé des maquettes de sections de la cabine avec un parachute extracteur de 5 m de diamètre afin de déterminer le taux de descente. Les tests suivants ont été réalisé avec un parachute de 25 m sur le Boiler Plate BP n°1, une maquette en métal avec ballast pour simuler la masse et le centre de gravité d'une cabine de vol. Les sauts 5 et 6 ont permit de tester les caractéristiques principales du parachute. Avec le saut n° 7 ont commencé les véritables tests en parachute depuis une altitude de 3000 m avec quelques problèmes jusqu'aux sauts n°13 en novembre 1962. Le reste des sauts a permit de tester le système parachute dans des conditions extrêmes. Les tests de qualifications débuteront en mai. Le vaisseau Gemini n°3 est réassigné aux vols habités. Originalement, il avait été conçue pour simuler un vol orbital dans une chambre à vide chez Mc Donnell. C'est le Static Article 1 qui le remplacera (renommé vaisseau n°3A) En mars, le programme de parapente est terminé suite à la perte d'un vaisseau test en vol. Si un test avec un vaisseau de vol est prévu, il sera réalisé lors du 7eme vol.
Avril, la NASA signe son contrat avec Mc Donnell pour le vaisseau Gemini. Les dernières négociations portent sur un coût global de 456 millions $ pour la fourniture de 13 vaisseaux dont 12 de vol et un pour les tests au sol. Mc Donnell fournira deux simulateurs pour les entraînements, 5 Boiler Plate et trois véhicules statiques pour des tests de vibrations et d'impact au sol. Suite aux retards de livraison des premiers vaisseaux de vol, la NASA décide que le premier vol sera automatique avec une mise en orbite en décembre 1963. Le second vol, à l'origine piloté sera lui aussi automatique avec satellisation et retour sur terre pour tester la rentrée dans l'atmosphère. Le troisième vol sera le premier piloté en octobre 1964 et durera trois orbites. Les autres vols se succèderont tous les trois mois jusqu'en janvier 1967. Les missions 3 et 4 seront des rendez vous en orbite, la mission 6 un vol de 14 jours. Les 6 premiers vols reviendront sur l'eau, le 7eme en parapente sur terre. Bell Aerospace termine les premiers essais du
moteur Model 8247 de l'étage cible-Agena de Lockheed.
Mai, la première Atlas Agena cible sera lancée en avril 1965 avec 7 mois et demi de retard sur le programme. La seconde sera lancé 6 mois après et les suivantes avec un intervalle de trois mois. La première Agena sera livré en janvier 1965 au Cap. Au printemps, sur les 20 tir de Titan 2, 10 seulement ont été des succès. A leur table à dessin, les ingénieurs d'Aerojet se remettent au travail, réduction de l'effet pogo, contrôle de la combustion du second étage, modification des moteurs, tous est soigneusement examiné et testé. La NASA pense même ajouter un autre vol de démonstration du Gemini Titan 2 entre le premier et le second vol. Le BP 1A qui sert de test de flottabilité sera modifie en Gemini 1A et lancé du Cap début 1964. Martin active dans son un sine de Baltimore le Vertical Test Facility (VTF), une tour de 50 m de haut avec un block house de trois étages adjacent utilisant les mêmes équipements que le LC 19 de Cap Canaveral. Dans cette tour, le lanceur est assemblé et testé comme sur le pad au Cap. Le 1er juin, le premier étage du GTV 1 est érigé, le second le 9. David Clark signe avec la NASA la fourniture des scaphandres Gemini pour un montant de 788 000 $. Août, les 9 nouveaux astronautes et les 7 de Mercury se retrouvent dans le désert du Nevada pour un stage de survie de 5 jours.
Les tests de qualifications du système de parachute se terminent au dessus de Salton Sea Range, en Californie avec quelques mois de retard. La fabrication du premier vaisseau Gemini se termine chez Mc Donnell. Après différents tests, il sera envoyé en Floride en septembre. Octobre, le vaisseau Gemini 1 arrive au Cap Canaveral dans le hangar AF. A Baltimore, le premier lanceur Titan 2 GLV 1 est sortie de son stand vertical, ses réservoirs remplis et testé contre les fuites, peint, pesé et préparé pour son envoi au Cap le 25 octobre. Le 1 novembre 1963, le tir N25 embarque les dispositifs destinés à réduire l'effet pogo. Les enregistreurs de bord indique 0,11 g au sommet du lanceur, dépassant les 0,25 % de la NASA. Les vols suivants confirment ce fait, le problème est enfin résolu. Fin 1963, suite aux problèmes avec le Titan 2, les retards de livraison du vaisseau n°2, les difficultés avec l'installation et le test des équipements au Cap, il devient évident que le premier vol habité n'aura pas lieu avant début 1965. GT1 devait arriver en Floride en août dernier pour un lancement en décembre. En fait, le vaisseau est arrivé en octobre mais les retards dans la certification "manrated" du Titan 2 ont repoussé son lancement. La cabine sera lancé sur une trajectoire orbitale mais ne sera pas récupéré. GT2 sera placé sur orbite et sera récupéré après un retour dans l'atmosphère. |
