RETOUR A LA PAGE D'ACUEIL

PROJET GEMINI

LE VAISSEAU GEMINI

Mai 1961, le Pt Kennedy officialise le programme Apollo lors de son discours au congrès. A cette époque, seul Shepard a réalisé son minuscule saut de puce dans une cabine Mercury. D'autres vols sont programmés dans l'année et en 1962. Pour relever le pari de Kennedy, les techniciens envisagent de se rendre directement sur la lune avec un vaisseau spatial unique, capable une fois lancé de la terre, d'accomplir l'aller et le retour. Un tel vaisseau n'existe pas à ce moment là. D'une masse estimée à 75000 kg, il nécessiterait un lanceur de 4500 000 kg, qui lui non plus n' existe pas. C'est NOVA. D' autres techniques pour atteindre la lune sont aussi à l' étude. On parle du EOR, pour Rendez vous en orbite terrestre et du LOR, Rendez vous en orbite lunaire. Ce dernier semble beaucoup plus économique, nécessitant moins de moyens au sol, mais impliquant tout une série de manoeuvre à réaliser en orbite lunaire. 1962, la NASA tranche. Ce sera le LOR. Pour maîtriser les manoeuvres de rendez vous en orbite, changement d' orbite, arrimage de véhicule, sortie extravéhiculaire EVA, travail dans l' espace et vol de longue durée (plus de 15 jours), quelques techniciens lancent l'idée de modifier la cabine Mercury. Le nouveau véhicule sera biplace, donc plus lourd que Mercury, et surtout plus complexe, c' est le projet Mark 2 développé par Mc Donnel Douglas. Le nom Gemini est suggéré par deux personnes du bureau d' étude des vols habités, il est officialisé le 3 janvier 1962. Gemini est la constellation des gémeaux ou bien veut dire jumeau.

GEMINI

Le vaisseau Gemini est une cabine qui emprunte beaucoup à Mercury, de part sa forme conique. Même si le fabricant de Gemini était aussi celui de Mercury, en réalité, deux soupapes étaient le seul matériel commun aux deux vaisseaux. 

La sphère est véritablement la forme naturelle pour une cabine destinée à séjourner dans l'espace compte tenu de son aptitude à supporter une différence de pression. Si les soviétiques ont adoptés la sphère dès leur premier vaisseau spatial, le Vostok, les Américains ont retenu le cône pour Mercury. Première conséquence, le Vostok avait une atmosphère d'air à pression nominale tandis que celle des Mercury était réduite. Une cabine spatiale est l'inverse d'un bathyscaphe dans l'eau, la pression vient de dedans dans l'espace et de dehors sous la mer.

La sphère offre aussi pour une surface donnée le volume maximal ce qui donne la plus grande place aux occupants. Le cône est très intéressant pour la rentrée dans l'atmosphère, seule la base conique sert de bouclier. Mécaniquement, il a plus de tenue que la sphère qui telle une balle s'écrase sur elle même. De plus, le cône peut être guidé plus facilement, la sphère n'ayant aucune portance. Lors du retour, cette portance du cône va permettre de "piloter" la cabine dans les premières phases de la rentrée selon une trajectoire en "chute libre". 

gemini ecorche.jpg (69735 octets)    gemini arrangement externe.gif (121203 octets)

Mesurant 3,35 m de long, pour 2,3 m de diamètre, elle offre moitié plus de place que sa petite soeur. Avec cette cabine, de l'ordre est mis dans l'agencement interne. Le câblage et les systèmes de contrôle sont contenues dans des coffrets modulaires que l'on peut remplacer facilement en cas de problème, sans extraire l'équipage, ni mettre le vaisseau sans dessus dessous, comme le disait l'astronaute "Gus" Grisson.

gemini ecorche dessin.jpg (350696 octets)

Gemini est biplace, les astronautes sont assis cote à cote le dos contre l'arrière de la cabine. Afin qu'ils puissent sortir de leur cabine pour travailler dans l'espace, Gemini a deux portes, que les deux hommes peuvent ouvrir facilement de l'intérieur, contrairement à Mercury. De plus, deux petits hublots en forme de lentille permettent de voir à l' extérieur. A l' intérieur, tout est ordonné, panneaux, instruments, indicateurs lumineux, contacteurs électrique, boutons, manettes, etc... 

Assis à gauche, le commandant de bord a à sa portée les commandes de guidage, de rendez vous et d'atterrissage. Le pilote, à droite, manipule les circuits d'oxygène et de combustible, le calculateur de bord et les appareils radar. Le manche, contrôlant la cabine sur 3 axes est placé entre les deux hommes qui possèdent deux horizons artificiels devant eux, comme dans les avions. Le plan de vol est projeté sur un large écran, en haut et au milieu du panneau central. Les jauges des réservoirs sont placées à droite et à gauche. Les commandes vitales, elles sont au dessus entre les portes.

Autre différence majeure entre Mercury et Gemini, l'abandon de la tour d'éjection remplacée par des sièges éjectables. Ces sièges fabriqués par Weber Aircraft servent à évacuer les astronautes lorsque le lanceur est sur le pad au moment du décollage ainsi qu'après la rentrée dans l'atmosphère. L'éjection commandée par les astronautes eux mêmes est entièrement automatique: Après ouverture des écoutilles, chaque siège est éjecté de la cabine par rétrofusée. Une seconde après, l'astronautes est séparé de son siège et 3 secondes plus tard, le parachute extracteur de chaque astronaute est déployé suivit du principal 8,5 m.

Le système permet de propulsé l'astronaute entre 150 et 240 m du pad. Testé en 1962 à partir d'une tour haute de  45 m et en altitude à partir d'avion,  le système n'a causé aucun soucis particulier. Dans le cas d'éjection à grande altitude, le parachute est précédé d'un système de ballon-parachute gonflable pour stabiliser l'astronaute avant l(ouverture du parachute principal.

 

 

L'ADAPTATEUR AVANT

A l'avant de la cabine, boulonné sur la section des moteurs de rentrée RCS, le module de rendez vous et de rentrée. C'est un tronc de cône terminé par une partie cylindrique de 77 cm de diamètre et 1, 06 m de long. Un cache le protége durant l'ascension.

 

L'ADAPTATEUR ARRIERE

Les autres systèmes sont rassemblés à l'arrière dans une tranche annexe "l'adapter", un tronc de cône de 2,27 m de long pour 2,3 m de diamètre, au niveau de la cabine et 3 m au niveau du lanceur. 
L'adapter, réalisé en aluminium pèse 750 kg et comprend deux parties: 
_ Le module de rétro-poussée comprenant les 4 moteurs de rentrée monté sur une structure en croix, et sur la structure 6 moteurs pour les manoeuvres orbitale (accélération, décélération).
Les premières versions de Gemini transportèrent 150 kg de carburant de manœuvre, tandis que la charge des versions ultérieures était améliorée avec 208 kg.
_ Le module équipement avec les
8 moteurs de contrôle d'attitude, les réserves d'eau et d' oxygène (ECS), les 2 piles à combustible (produisant grâce à la réaction H2O, de l'eau et de l'électricité, les réservoirs de carburant azotés, les dispositifs de communication, une plate forme à inertie comportant un ACE (Altitude Control Electronics) avec 3 gyroscopes et un viseur IR, assurant un contrôle de l'attitude à 0,1° et 3 accéléromètres OAMS (Orbit Attitude & Manoeuvring System).

Le vaisseau Gemini ainsi constitué pèse 3800 kg et mesure 5,6 m de long.

gemini adapter.jpg (662405 octets)

 

LE BOUCLIER THERMIQUE

Pour le retour dans l'atmosphère, Gemini largue son adaptateur laissant découvrir son large bouclier thermique. Comme pour Mercury, Il permet de neutraliser la vitesse par frottement contre les couches de plus en plus dense de l'atmosphère, sans dépense d'énergie. La résistance de l'air impose la construction d'un vaisseau capable de supporter des décélérations de 20 g et des charges de 100 tonnes pour une masse 5 tonnes. A ce problème mécanique, s'ajoute un problème thermique puisque l'énergie cinétique est transformée en énergie calorifique. La partie en contact avec l'atmosphère sera ainsi portée à une température très élevée. Il faudra prévoir la construction du vaisseau en conséquence et permettre la dissipation de cette énergie sans quoi, il sera détruit.

A l'origine, la NASA avait prévu de réaliser le bouclier thermique des premières cabines spatiales avec des alliages de Béryllium, un métal à très bonne conductivité thermique. Mais, plusieurs considérations ont fait changer d'avis les ingénieurs. Le plastique siliconé est une solution plus intéressante, parce qu'il absorbe les calories pour se sublimer, à savoir pour passer directement de l'état solide à l'état gazeux. Gemini revient d'une orbite terrestre à la vitesse de 8 km-s, la chaleur est chassée dans le milieu environnement, le bouclier joue le rôle de parapluie, évitant aux parois latéral de trop chauffer. Lorsque Apollo reviendra de la lune à 11 km-s, la température de l'atmosphère devant la cabine sera génératrice d'un important effet radiatif qui obligera de protéger entièrement la cabine.  

La structure de ce bouclier est à base de sandwich de fibre de verre, formé de deux plaques face à face de résine imprégné de fibre de verre, séparé par un coeur en nid d'abeille (1,6 cm d'épaisseur). Sur l'extérieur, la face convexe est recouverte de fibre de verre dans une structure en nid d'abeille. Une couche d'un composant appelé DC 235 est appliquée comme un pâte pour solidifier le bouclier lors de la traversée. 

SYSTEME MOTEUR

Gemini est équipé de nombreux moteurs pour les manoeuvres orbitales, le contrôle d'attitude et la rentrée. 

gemini OAMS et RCS.jpg (92351 octets)

La partie avant comporte 16 moteurs de contrôle d'attitude utilisés pour la rentrée dans l'atmosphère.

gemini moteurs 01.jpg (18670 octets)

L'adaptateur arrière est équipé de 8 moteurs de contrôle d'attitude de 11 kg de poussé et disposé sur la périphérie à l'arrière permettant des mouvements selon trois axes. 4 autres moteurs de 45 kg de poussée sont disposés sur la périphérie avant pour les mouvements d'accélérations, verticaux et horizontaux et 2 pour les mouvements de décélération (38 kg de poussée).

gemini moteurs reservoirs.jpg (43366 octets)    gemini moteurs 02.jpg (19962 octets)    gemini moteurs 03.jpg (17967 octets)

Dans le module de rentrée de l'adaptateur sont disposés les 4 moteurs à propulsion solide de 1134 kg nécessaire à la désorbitation.

gemini moteur retro.jpg (103840 octets) gemini moteur rentree.jpg (177481 octets) gemini retrofusees.jpg (53304 octets)