Apollo 11

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Apollo 11
Insigne de la mission
Données de la mission
Vaisseau Module de commande et de service Apollo
Module lunaire Apollo
Équipage 3 hommes
Date de lancement 16 juillet 1969
Site de lancement Centre spatial Kennedy
Date d'atterrissage 24 juillet 1969
Site d'atterrissage Océan Pacifique
13° 30′ N 169° 15′ O / 13.5, -169.25 ()
Durée 195 h 18 min 35 s
Date alunissage 20 h 17 min 40 s UTC (15 h 17 min 40 s CDT)
Site d'alunissage Mer de la Tranquillité
Photo de l'équipage
N. Armstrong, M. Collins et E. Aldrin.
N. Armstrong, M. Collins et E. Aldrin.
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Apollo 11 est une mission du programme spatial américain Apollo au cours de laquelle, pour la première fois, des hommes se sont posés sur la Lune, le . Apollo 11 est la troisième mission habitée à s'approcher de la Lune, après Apollo 8 et Apollo 10, et la cinquième mission habitée du programme Apollo. Par cet exploit, l'agence spatiale américaine, la NASA, remplit l'objectif fixé par le président John F. Kennedy en 1961 de poser un équipage sain et sauf sur la Lune avant la fin des années 1960 et démontre sans contestation possible la supériorité des États-Unis sur l'Union soviétique dans le domaine des vols spatiaux habités. Apollo 11 est l'aboutissement d'un projet qui a mobilisé des moyens humains et financiers considérables permettant à l'agence spatiale de rattraper son retard sur l'astronautique soviétique puis de dépasser celle-ci.

La mission est lancée depuis le centre spatial Kennedy le par la fusée géante Saturn V développée pour ce programme. Elle emporte un équipage composé de Neil Armstrong, commandant de la mission et pilote du module lunaire, Edwin « Buzz » Aldrin, qui accompagne Armstrong sur le sol lunaire, et Michael Collins, pilote du module de commande qui restera en orbite lunaire. Armstrong et Aldrin, après un alunissage comportant quelques péripéties, séjournent 21 heures et 30 minutes à la surface de la Lune et effectuent une sortie extravéhiculaire unique d'une durée de 2 heures et demi. Après avoir redécollé et réalisé un rendez-vous en orbite lunaire avec le module de commande, le vaisseau Apollo reprend le chemin de la Terre et amerrit sans incident dans l'océan Pacifique à l'issue d'un vol qui aura duré en tout 195 heures.

Au cours de la mission Apollo 11, 21,7 kilogrammes de roche et de sol lunaires sont collectés et plusieurs instruments scientifiques sont installés sur la surface de notre satellite. Bien que l'objectif scientifique d'Apollo 11 ait été limité par la durée du séjour sur la Lune et la capacité d'emport réduite de la version des vaisseaux spatiaux utilisés, la mission fournit des résultats substantiels. Le déroulement de la mission et en particulier les premiers pas sur la Lune filmés et retransmis en direct par une caméra vidéo constituent un événement suivi sur toute la planète par des centaines de millions de personnes.

Contexte[modifier | modifier le code]

Le programme Apollo[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Programme Apollo.

Le programme Apollo est lancé par le président John F. Kennedy en 1961 avec comme objectif de faire atterrir un homme sur la Lune ; il s'agit de démontrer la supériorité des États-Unis sur l'Union soviétique dans le domaine spatial, devenu un enjeu politique dans le contexte de la Guerre froide qui oppose les deux superpuissances de l'époque. L'objectif semble particulièrement ambitieux car à cette date aucun vol orbital habité américain n'a encore été réalisé. Pour remplir l'objectif fixé par le président, l'agence spatiale américaine, la NASA, lance plusieurs programmes spatiaux destinés à préparer les futures expéditions lunaires : le programme Gemini pour mettre au point les techniques de vol spatial et des programmes de reconnaissance (Programme Surveyor, Ranger, etc.) pour, entre autres, cartographier les zones d'atterrissage et déterminer la consistance du sol lunaire. Pour atteindre la Lune, les responsables finissent par se rallier à la méthode audacieuse du Rendez-vous en orbite lunaire, qui nécessite de disposer de deux vaisseaux spatiaux dont le module lunaire destiné à l'atterrissage sur la Lune. La fusée géante de 3 000 tonnes Saturn V, capable de placer en orbite basse 118 tonnes, est développée pour lancer les véhicules de l'expédition lunaire. Le programme draine un budget considérable (135 milliards de dollars US valeur 2005) et mobilise jusqu'à 400 000 personnes. L'incendie au sol du vaisseau spatial Apollo 1, dont l'équipage périt brûlé, entraine un report de près de deux ans du calendrier.

Les missions spatiales préparatoires : d'Apollo 7 à Apollo 10[modifier | modifier le code]

Après plusieurs missions sans équipage destinées à tester en orbite terrestre basse la fusée Saturn V et les deux vaisseaux spatiaux, la NASA lance dans un laps de temps très court de 7 mois quatre missions avec équipage qui permettent d'achever la qualification des vaisseaux en effectuant une répétition des différentes phases d'une mission lunaire hormis l'atterrissage. Toutes ces missions se déroulent sans anomalie majeure :

  • Apollo 7 (octobre 1968) est la première mission habitée du programme Apollo. Son but est de valider les modifications effectuées sur le vaisseau spatial à la suite de l'incendie d’Apollo 1 (CMS version 2). Une fusée Saturn 1B est utilisée car le module lunaire ne fait pas partie de l'expédition. Au cours de son séjour en orbite, l’équipage répète les manœuvres qui seront effectuées lors des missions lunaires[1].
  • Apollo 8 (décembre 1968) est le premier vol habité à quitter l’orbite terrestre. À ce stade d'avancement du programme, il s'agit d'une mission risquée car une défaillance du moteur du vaisseau Apollo au moment de sa mise en orbite lunaire ou de son injection sur la trajectoire de retour aurait pu être fatale à l'équipage d'autant que le module lunaire a été remplacé par une maquette. Mais les dirigeants de la NASA redoutent un coup d'éclat des Soviétiques pour la fin de l'année et décident de courir le risque. Les astronautes font au total 10 révolutions autour de la Lune. Durant ce vol, ils réalisent de nombreux clichés de la Lune dont le premier lever de Terre. Apollo 8 permet pour la première fois à un homme d'observer directement la « face cachée » de la Lune. L'une des tâches assignées à l'équipage consistait à effectuer une reconnaissance photographique de la surface lunaire, notamment de la mer de la Tranquillité où doit se poser Apollo 11[2].
  • Apollo 9 (mars 1969) constitue le premier essai en vol de l’ensemble des équipements prévus pour une mission lunaire : fusée Saturn V, module lunaire et vaisseau Apollo. Les astronautes effectuent toutes les manœuvres de la mission lunaire tout en restant en orbite terrestre. Le module lunaire simule un atterrissage puis réalise le premier rendez-vous réel avec le vaisseau Apollo. Les astronautes effectuent également une sortie extravéhiculaire de 56 minutes pour simuler le transfert d'équipage du module lunaire au vaisseau Apollo en passant par l'extérieur (manœuvre de secours mise en œuvre en cas d'amarrage infructueux entre les deux vaisseaux). En outre, ils testent l'utilisation du module lunaire comme « canot de sauvetage » dans la perspective d'une défaillance du vaisseau Apollo[3].
  • Avant le lancement d'Apollo 10 (mai 1969) les dirigeants de la NASA ont envisagé que cette mission soit celle du premier atterrissage sur le sol lunaire, car l'ensemble des véhicules et des manœuvres ont été testés sans qu'aucun problème majeur n'ait été détecté. Mais, dans la mesure où les Soviétiques ne semblent pas préparer de mission d'éclat, ils préférèrent opter pour une dernière répétition au réalisme encore plus poussé. Une fois le train spatial placé en orbite autour de la Lune, le module lunaire, surnommé « Snoopy », entame la descente vers le sol lunaire qui est interrompue à 15,6 km de la surface. Après avoir largué l'étage de descente non sans quelques difficultés dues à une erreur de procédure, le LEM réalisa un rendez-vous avec le vaisseau Apollo[4].

L'équipage d'Apollo 11[modifier | modifier le code]

Les trois astronautes de l'équipage Apollo 11 se familiarisent avec la disposition des équipements à l'intérieur du module de Commande
Armstrong avant une séance d'entrainement avec le LLRV.

L'équipage d'Apollo 11 est composé de Neil Armstrong, qui commande la mission et qui doit piloter le module lunaire jusqu'à la surface lunaire, Buzz Aldrin, deuxième membre de l'équipage à aller sur le sol lunaire et Michael Collins qui est le pilote du module de commande.

En cas de défaillance de l'équipage titulaire avant l'envol (maladie, accident, ...), celui-ci doit être remplacé par Jim Lovell (commandant), Fred Haise (copilote du module lunaire) et Bill Anders (pilote du module de commande).

Support au sol[modifier | modifier le code]

Durant le déroulement de la mission, une équipe installée au centre de contrôle des vols habités à Houston maintient le contact avec l'équipage en transmettant les instructions des techniciens et des scientifiques au sol et en répondant aux demandes des astronautes d'Apollo 11. Les hommes qui forment cette équipe, baptisés CAPCOM (Capsule Communicator interlocuteur vaisseau), sont des astronautes qui se relaient pour assurer une couverture permanente 24 heures sur 24 : Charles Moss Duke, Jr., Ronald Evans, Owen Garriott (CAPCOM), Don L. Lind, Ken Mattingly, Bruce McCandless II, Harrison Schmitt, Bill Pogue, Jack Swigert.

Les responsables au sol de la mission, chargés de prendre les décisions importantes en cas d'imprévu, sont Cliff Charlesworth (lancement et activité extravéhiculaire), Glynn Lunney, Gene Kranz, (Atterrissage sur la Lune) et Milt Windler.

Les objectifs de la mission Apollo 11[modifier | modifier le code]

Apollo 11 est la première mission Apollo à poser des hommes sur le sol lunaire et même si une partie de son déroulement a fait l'objet d'une répétition au cours du vol Apollo 10, des phases cruciales comme l'atterrissage et le décollage de la Lune ainsi que l'utilisation de la combinaison spatiale sur le sol lunaire n'ont encore jamais été réalisées et présentent des risques importants. Dans ce contexte la recherche scientifique joue un rôle secondaire dans la mission : l'équipage d'Apollo 11 a pour objectif principal de réaliser une sortie extravéhiculaire sur le sol lunaire et de revenir sain et sauf sur Terre. Il aura ainsi atteint le but fixé par le président John F. Kennedy dans son discours du  : déposer un homme sur la Lune avant la fin de la décennie.

Les objectifs secondaires de la mission sont[8] :

  • Fournir des éléments permettant de valider les solutions techniques retenues pour l'atterrissage (examen du train d'atterrissage), le séjour sur la Lune et les sorties extravéhiculaires,
  • Évaluer les capacités et les limitations d'un équipage humain se déplaçant sur le sol lunaire,
  • Déterminer les coordonnées du site d'atterrissage,
  • Collecter des échantillons du sol et des roches lunaires à proximité immédiate du module lunaire, tester la résistance mécanique du sol, évaluer la visibilité,
  • Déployer 4 instruments scientifiques puis récupérer les résultats de deux des expériences :
    • Le sismomètre passif est un des deux composants de l'Early Apollo Scientific Experiments Package. Il s'agit d'un prototype de l'instrument qui fera partie de la suite instrumentale ALSEP des quatre missions Apollo suivantes. Cet équipement d'une masse de 47,7 kg comporte 3 capteurs à longue période (15 secondes) disposés orthogonalement pour mesurer les déplacements de la surface à fois dans le plan vertical et horizontal et un capteur à courte période pour mesurer les déplacements verticaux à haute fréquence (période de résonance de 1 seconde). L'instrument comprend un système de télécommunications qui permet de recevoir une quinzaine de types d'instruction préparés par les scientifiques sur Terre et de transmettre les données sismiques recueillies vers les stations terrestres. L'étalonnage de l'instrument (verticalité des sismomètres avec une précision de 2 secondes d'arc - est effectuée depuis la Terre en agissant sur des moteurs télécommandés[9]. L'instrument est alimenté en énergie par deux panneaux solaires qui fournissent jusqu'à 46 Watts d'électricité. Durant la longue nuit lunaire où la température chute à -170 °C, l'instrument est maintenu à une température supérieure à -54 °C grâce à la décomposition radioactive de deux pastilles de 34 grammes de plutonium 238 qui génèrent 15 Watts de chaleur[10].
    • Le réflecteur laser est le deuxième composant de l'EALSEP. Il s'agit d'un dispositif optique passif qui permet de réfléchir une impulsion lumineuse dans la direction exacte de sa source. Un faisceau lumineux homogène et concentré est émis à l'aide d'un laser vers l'emplacement du rétroréflecteur ; en mesurant le temps mis par ce rayon pour revenir vers sa source, on peut déterminer avec une grande précision la distance entre l'émetteur et le réflecteur[11]. En mesurant la distance Terre-Lune avec une précision qui devrait atteindre 15 cm au lieu des 500 mètres à la date de l'expérience, les scientifiques devraient obtenir de manière indirecte de nombreuses informations sur la Terre telles que l'évolution de sa vitesse de rotation, le déplacement des pôles ainsi que sur la physique de la Lune (libration, déplacement du centre de masse, taille et forme)[12]. Le réflecteur installé par l'équipage d'Apollo 11 comporte 100 coins de cube en quartz de 3,8 cm de diamètre disposés en 10 rangées de 10[13].
    • Un collecteur de particules du vent solaire SWC (Solar Wind Collector).
    • Un détecteur de rayons cosmiques.

La sélection du site d'atterrissage[modifier | modifier le code]

Le site d'atterrissage d'Apollo 11 photographié par la sonde LRO en 2012 : on peut distinguer le module lunaire, des traces de pas et certains équipements installés par l'équipage.

Le site d'atterrissage sur la Lune devait répondre à un grand nombre de contraintes[14] :

  • Le site doit se situer sur la face de la Lune visible depuis la Terre pour permettre les échanges radio entre l'expédition et le contrôle au sol et sur la partie éclairée de celle-ci.
  • La quantité de carburant consommée par les vaisseaux Apollo durant les manœuvres lunaires est d'autant plus importante que la latitude du site d'atterrissage est élevée. La latitude du site retenu est pour cette raison inférieure à 5°.
  • La zone d'atterrissage ne doit pas être cernée de falaises, de reliefs trop élevés ou de cratères profonds qui pourraient fausser les mesures du radar d'atterrissage du module lunaire chargé de déterminer l'altitude du vaisseau.
  • La zone d'atterrissage ne doit pas comporter un trop grand nombre de cratères, ni de rochers et la pente doit être inférieure à 2 % pour limiter le risque d'un atterrissage violent qui pourrait interdire le décollage et être donc fatal à l'équipage.
  • Pour que le pilote du module lunaire puisse repérer le site retenu pour l'atterrissage, il doit bénéficier de conditions d'éclairage très particulières : Le Soleil doit éclairer le sol depuis l'est sous un angle compris entre 4° et 14° pour que les ombres des cratères permettent à l'équipage d'identifier ceux-ci[Note 1]. La fenêtre de lancement résultante est de 16 heures tous les 29,5 jours pour un site d'atterrissage donné (l'élévation du Soleil change à une vitesse de 0,5° par heure).
  • Les responsables du programme souhaitent disposer de plusieurs fenêtres de lancement par mois, pour limiter le décalage du calendrier de lancement en cas de report du tir pour des raisons techniques[Note 2]. Le site d'atterrissage primaire doit donc se situer à l'est pour qu'un ou plusieurs sites de rechange puissent être trouvés plus à l'ouest.

Trente sites d'atterrissage avaient été passés en revue par un comité de sélection interne de la NASA en s'appuyant sur les observations réalisées à l'aide de télescopes terrestres. Les sondes lunaires du programme Lunar Orbiter ont effectué entre 1966 et 1967 une reconnaissance photographique de la Lune des sites présélectionnés. Un seul site, situé dans la mer de la Tranquillité, parvient à satisfaire l'ensemble des contraintes énoncées ci-dessus[14].

Le déroulement de la mission[modifier | modifier le code]

Le décollage[modifier | modifier le code]

Le à 13 h 32 UTC (h 32 heure locale) le lanceur Saturn V, pesant plus de 3 000 tonnes, décolle du complexe de lancement 39 de Cap Canaveral. Près de un million de personnes ont fait le déplacement pour assister à cet événement. Après une phase propulsée sans incident le troisième étage de la fusée Saturn le Module de commande et de service (CSM) et le Module Lunaire (LEM) se placent en orbite basse autour de la Terre pour attendre que le positionnement relatif de la fusée, de la Terre et de la Lune permettent d'arriver à proximité de la Lune à la distance et au moment prévus. Deux heures trente plus tard conformément au planning et alors que le vaisseau Apollo a effectué une révolution et demi autour de la Terre, le troisième étage est rallumé durant six minutes (manœuvre de TLI Translunar Injection) pour permettre au « train spatial » de s'arracher à l'attraction terrestre et le placer sur une trajectoire qui doit le conduire à proximité de la Lune.

Le transit entre la Terre et la Lune[modifier | modifier le code]

Environ une demi-heure après cette manœuvre, le Module de Commande et de Service (CSM) se détache du reste du train spatial puis pivote de 180° pour venir repêcher le module lunaire Eagle (le LEM) dans son carénage. Après avoir vérifié l'arrimage des deux vaisseaux et pressurisé le LEM, les astronautes déclenchent par pyrotechnie la détente des ressorts situés dans le carénage du LEM : ceux-ci écartent le LEM et le CSM du troisième étage de la fusée Saturn à une vitesse d'environ 30 cm/s. Le troisième étage va alors entamer une trajectoire divergente[Note 3] qui le place en orbite autour du Soleil[15]. Après un périple de près de trois jours, le vaisseau Apollo se place en orbite lunaire. Le module lunaire Eagle, après avoir réalisé treize révolutions autour de la Lune, se sépare du CSM désormais occupé par le seul Collins et entame sa descente vers le sol lunaire.

Atterrissage de Eagle[modifier | modifier le code]

Le module lunaire Eagle se pose dans la mer de la Tranquillité, après une phase d'approche finale plus longue que prévue. Le site sélectionné pour l'atterrissage est dépassé de 7 km à la suite de problèmes rencontrés durant la descente. Neil Armstrong a été gêné par des alarmes de l'ordinateur de bord qui gère le pilote automatique et assure la navigation. L'ordinateur, qui a une puissance équivalente à celle d'une calculatrice bas de gamme des années 2000[Note 4],[16], est saturé par des signaux en provenance du radar de rendez-vous, conséquences d'une erreur de conception.

Accaparé par ces alarmes, Neil Armstrong laisse passer le moment où, selon la procédure, il aurait dû exécuter une dernière manœuvre de correction de la trajectoire. Le LEM s'approchant d'un site encombré de rochers, Armstrong doit prendre le contrôle manuel du module lunaire et survoler à l'horizontale le terrain afin de trouver un site adapté à l'atterrissage. Cette manœuvre entame dangereusement la faible réserve de carburant qui subsiste : il ne reste plus que 45 secondes du propergol réservé à l'atterrissage lorsque l’appareil se pose à 7 km du lieu prévu à l'origine[17], le dimanche 20 juillet 1969 à 20:17:40 UTC (15 h 17 min 40 s CDST, heure de Houston)[18].

S'ensuit alors une longue séquence avant la sortie des astronautes : listes de vérification, pose des combinaisons spatiales et vérifications, dépressurisation du LEM.

Sortie des astronautes[modifier | modifier le code]

Aldrin est photographié par Armstrong alors qu'il sort à son tour du module lunaire

Dans les premiers plans établis pour cette première mission sur la Lune la sortie extravéhiculaire devait durer 4 heures soit la durée maximale autorisée par les réserves d'oxygène et d'énergie électrique des combinaisons spatiales A7L. Ce temps était nécessaire notamment pour installer l'ensemble des instruments scientifiques de la station ALSEP. Le développement de celle-ci ayant pris du retard, elle avait été remplacée pour Apollo 11 par l'ensemble EALSEP limité à deux instruments et la durée de la sortie avait été ramenée à deux heures même si les combinaisons spatiales permettaient une durée double[19]. Armstrong effectue ses premiers pas sur la Lune le lundi[Note 5] à h 56 min 20 s UTC (h 56 min 20 s heure française ; le 20 juillet 21 h 56 min 20 s (CDST) à Houston)[18], devant des millions de téléspectateurs écoutant les premières impressions de l'astronaute. Celui-ci en posant le pied sur le sol lunaire lance son message resté célèbre : « That's one small step for a man, one giant leap for mankind » (« C'est un petit pas pour (un) homme, mais un pas de géant pour l'humanité »)[20].

Premiers pas sur la Lune[modifier | modifier le code]

La consistance du sol lunaire avait été la source de beaucoup d'interrogations depuis le lancement du programme Apollo toutefois les observations effectuées par les sondes lunaires du programme Surveyor avaient fourni des indications importantes sur sa consistance et avaient en particulier permis d'écarter a priori le scénario d'un engloutissement des engins spatiaux par une épaisse couche de poussière. Néanmoins pour certains une part de mystère subsistait. Armstrong avant de poser son pied sur le sol lunaire constate que celui-ci semble poudreux. Après avoir posé son pied tout en se tenant fermement à l'échelle, il observe que l'empreinte de sa semelle s'est parfaitement moulée dans le sol. En grattant celui-ci avec sa chaussure il constate que le matériau lunaire adhère sur celle-ci comme du charbon de bois pulvérisé. Armstrong fixe ensuite sur son torse un appareil photo Hasselblad qu'Aldrin lui a descendu à l'aide d'une corde depuis l'intérieur du module lunaire puis, après s'être éloigné de quelques mètres du LEM, il collecte rapidement un peu de régolithe et quelques petites roches lunaires en utilisant une petite pelle pliable munie d'un sac à échantillons : le prélèvement est effectué en grattant superficiellement la surface car le sol est très ferme à quelques centimètres de profondeur. L'objectif de cette collecte rapide est que les scientifiques à Terre soient certains de disposer d'échantillons de sol au cas où les astronautes auraient à décoller prématurément. Armstrong tente d'enfoncer le manche de son instrument dans le sol mais il est stoppé dans ses efforts à environ 15 cm de profondeur. Quinze minutes après son coéquipier, Buzz Aldrin descend à son tour l'échelle du module lunaire. Sa sortie est photographiée par Armstrong. Alors qu'il pose le pied sur le sol lunaire il s'exclame « Belle vue » avant de préciser son sentiment par un « Magnifique désolation ». Armstrong se joint alors à lui pour dévoiler une plaque commémorative apposée sur un des pieds de l'étage de descente qui doit rester sur la Lune après le départ des astronautes. Sur celle-ci figure le dessin des deux hémisphères terrestres, un texte avec le nom et la signature des trois astronautes et du président Richard Nixon. Armstrong lit le texte à haute voix : « Ici des hommes de la planète Terre ont pris pied pour la première fois sur la Lune, juillet 1969 ap. J.-C. Nous sommes venus dans un esprit pacifique au nom de toute l'humanité. »[Note 6]. Armstrong enlève ensuite la caméra de télévision de son support sur l'étage de descente d'où elle avait filmé les premiers pas sur la Lune ; il l'installe sur un pied tripode à 20 mètres au nord ouest du module lunaire pour que les activités de l'équipage puissent être filmés[21].

Le déploiement des instruments scientifiques[modifier | modifier le code]

Aldrin transporte les deux instruments scientifiques de l'EASEP jusqu'au site d'installation.

Les astronautes disposent de relativement peu de temps pour accomplir le volet scientifique de leur mission. Aldrin déploie le capteur de particules du vent solaire SWC qui se présente sous la forme d'une feuille d'aluminium tendue par une hampe. Malgré la fermeté du sol, Aldrin parvient à planter le dispositif à la verticale en orientant la feuille vers le Soleil. Pendant ce temps, Armstrong déroule et plante dans le sol le drapeau américain qui en l'absence d'atmosphère et donc de vent est maintenu tendu par une baguette. Cet acte ne reflète pas une revendication territoriale mais a pour objectif de marquer cette "victoire" américaine dans la course à l'espace engagée avec l'Union soviétique. Tandis qu'Armstrong déballe les deux petites valises qui doivent être utilisées pour stocker les échantillons de sol lunaire, Aldrin réalise conformément au programme un ensemble d'exercices destinés à tester sa mobilité sur le sol lunaire. Il effectue plusieurs allers et retours devant la caméra vidéo en courant : il ne ressent aucune gêne pour se déplacer mais lorsqu'il change de direction il doit prendre en compte que son centre de gravité se situe plus haut que sur Terre. Les astronautes doivent interrompre leurs tâches pour un échange téléphonique de quelques minutes avec le président des États-Unis Richard Nixon qui suivait la retransmission télévisée de l'atterrissage sur la Lune depuis la Maison-Blanche[19].

Les astronautes reprennent leur travail : tandis qu'Armstrong collecte rapidement des échantillons avec sa pelle, Aldrin effectue une série de photos : une empreinte de botte sur le sol lunaire, des images du train d'atterrissage du module lunaire pour permettre d'évaluer son comportement ainsi que plusieurs photos panoramiques du site. L'équipage a accumulé à ce stade 30 minutes de retard par rapport à l'horaire prévu. Armstrong effectue des prises de vue stéréoscopiques de la surface avec un appareil dédié tandis qu'Aldrin décharge les deux instruments scientifiques de l'Early Apollo Scientific Experiments Package (EALSEP qui sont stockés dans la baie arrière gauche de l'étage de descente du LEM baptisée MESA (Modularized Equipment Stowage Assembly) Il les transporte rapidement à 20 mètres au sud-ouest du module lunaire[Note 7] et commence à installer le sismomètre tandis qu'Armstrong le rejoint pour mettre en place le réflecteur laser. Ce dernier, complètement passif, doit simplement être orienté vers la Terre avec une précision de 5°. L'installation du sismomètre nécessite par contre plus de manipulations : Aldrin doit d'abord orienter les panneaux solaires correctement vers le Soleil puis placer l'appareil parfaitement à l'horizontale ce qu'il a réalise avec quelques difficultés. Le fonctionnement de l'appareil est immédiatement vérifié par les opérateurs sur Terre : ceux-ci constatent que le sismomètre est suffisamment sensible pour détecter le déplacement des deux astronautes[19].

Normalement les deux astronautes devaient disposer ensuite de 30 minutes pour effectuer une collecte d'échantillons de sol et de pierres lunaires dans leur contexte géologique c'est-à-dire en les photographiant sur le sol avant de les ramasser. Mais avec le retard pris sur l'horaire, MCCandless, leur interlocuteur au centre de contrôle, ne leur accorde que 10 minutes. Aldrin a la charge de prélever une carotte du sol mais, malgré les vigoureux coups de marteau assénés sur le tube prévu à cet effet, il ne parvient pas à enfoncer celui-ci. Les ingénieurs ont conçu l'instrument en partant de l'hypothèse que le sol serait peu compact et un renflement à l'intérieur du tube, qui est destiné à empêcher la carotte de retomber, gêne l'enfoncement dans le sol ferme rencontré. Aldrin effectue une nouvelle tentative trois mètres plus loin avec le même résultat. Finalement il renonce à enfoncer le tube jusqu'au bout. Aldrin ramène ensuite la carotte obtenue ainsi que la feuille d'aluminium du collecteur de particules jusqu'à la MESA pour qu'Armstrong puisse les inclure dans le paquetage. Après avoir été rappelé à l'ordre à plusieurs reprises par MCCandless, Aldrin réintègre l'habitacle du module lunaire. Durant ce temps, Armstrong décide d'aller voir de plus près le cratère qu'il a dû éviter immédiatement avant l'atterrissage et qui se situe à seulement 45 mètres du module lunaire. Il se dirige rapidement vers le rebord du cratère sans commenter sa décision. Parvenu sur le rebord du cratère, il constate que celui-ci est suffisamment profond pour que des morceaux du socle rocheux situé sous la couche de régolithe[Note 8] aient été arrachés par l'impact. Il ne ramasse aucune de ces pierres mais effectue un panorama du cratère avec le module lunaire en arrière-plan. Il collecte ensuite rapidement plusieurs rochers qu'il place dans une des deux valises à échantillons qu'il cale en ajoutant 6 kg de régolithe. Il hisse ensuite les deux valises d'échantillons avec un système à poulie jusqu'au niveau du sas de l'habitacle où celles-ci sont récupérées par Aldrin. Puis Armstrong réintègre sans un mot l'habitacle[22].

Les astronautes ont récolté 21,7 kg d'échantillons de sol lunaire et la sortie extravéhiculaire a duré h 31 durant laquelle ils ont parcouru 250 mètres. Alors que Buzz Aldrin réintègre le module lunaire, il casse par inadvertance dans l'habitacle étroit l'interrupteur permettant de mettre à feu le moteur de l'étage de remontée du LEM. Comme il s'agit d'un bouton poussoir, il se servira de la pointe d'un stylo pour l'enclencher, et permettre aux deux astronautes de quitter la Lune.

Retour sur Terre[modifier | modifier le code]

Le vaisseau Columbia vient d'amerrir.
La parade de l'équipage d'Apollo 11 dans les rues de New York le 13 août.

Le décollage depuis la Lune a lieu 124 h 22 min après le début de la mission. Le drapeau américain, planté trop près du module lunaire, est couché par le souffle du décollage. Les astronautes sont restés 21 heures et 36 minutes sur la Lune. Le LEM effectue avec succès la manœuvre de Rendez-vous en orbite lunaire avec le module de commande et de service resté en orbite lunaire avec Collins à bord.

Le module de service est largué 15 minutes avant d'entamer la rentrée atmosphérique. Le vaisseau pénètre dans l'atmosphère à environ 11 km/s et amerrit 15 minutes plus tard à 16 h 50 min 59 s TU dans l'océan Pacifique à 3 km du point visé : l'amerrissage a lieu à 2 660 km à l'est de l'atoll de Wake et à 380 km au sud de l'Atoll Johnston. Le porte-avion USS Hornet chargé de récupérer l'équipage se trouve à 22 km du point d'amerrissage (13° 19′ N 169° 09′ O / 13.317, -169.15 (Point d'amerrissage)). Il s'est écoulé 195 heures et 19 minutes depuis que le vaisseau a décollé.

Conclusion[modifier | modifier le code]

Les trois astronautes sont mis en quarantaine pendant 21 jours, une pratique qui perdura pendant les trois missions Apollo suivantes, avant que la Lune ne soit déclarée stérile et sans danger de contamination.

Le 21 juillet, la sonde soviétique Luna 15, qui devait aussi ramener des échantillons de Lune, s'écrase sur le sol lunaire après 52 révolutions autour de l'astre, témoignant de l'avance prise par les Américains dans la course à l'espace.

Chronologie de l'ensemble de la mission[23]
Temps
écoulé
Date (UTC) Événement Remarques
00h00 16/7 à 13h32 Décollage du centre spatial Kennedy
00h12 Insertion en orbite basse Premier arrêt du troisième étage Saturn V
02h44 Injection orbite transit vers la Lune Rallumage 3e étage Saturn V durant 6 minutes
03h15 Début du largage du troisième étage Manœuvre de retournement et amarrage au module lunaire
75h50 19/7 à 17h22 Insertion en orbite lunaire Propulseur principal utilisé durant 6 minutes et demie
100h12 20/7 à 17h44 Séparation du LEM et du CSM
102h46 20/7 à 20h18 Atterrissage du LEM sur la Lune
124h22 21/7 à 17h54 Décollage du LEM de la Lune
128h3 21/7 à 21h35 Amarrage du LEM et du CSM
130h10 21/7 à 23h42 Largage du LEM
135h24 22/7 à 4h56 Insertion sur une orbite de retour vers la Terre
194h49 24/7 à 16h21 Largage du module de service
195h19 24/7 à 16h51 Amerrissage de la capsule Apollo

Retransmission en Mondovision[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Mondovision.

Une caméra fixe est installée sur le hublot droit du LEM et permet de voir la plateforme de départ, l'échelle, le pied du LEM et une partie du sol lunaire. C'est cette caméra qui retransmet les premières images de la Lune. Elle est activée par Neil Armstrong pendant sa descente des neuf marches du LEM.

Retransmis en direct sur l'ensemble de la planète, on estime que 500 à 600 millions de téléspectateurs[24],[25] et d'auditeurs ont suivi l'atterrissage et la marche du premier homme sur la Lune. Trente-six chaînes de télévision sont présentes au centre de Houston, dont celle de la télévision publique roumaine, seul pays du bloc de l'Est présent. La salle de presse de Houston a accueilli 3 497 journalistes accrédités dont des délégations étrangères composés de 111 journalistes japonais, 80 italiens, 64 britanniques, 57 français, 44 allemands, 38 argentins, 38 mexicains, 32 canadiens, 21 australiens, 20 espagnols et 19 brésiliens. Les images et sons en provenance de l'Eagle depuis la mer de la Tranquillité sont récupérés par le Goldstone Deep Space Communications Complex.

En août 2006, la Nasa a annoncé avoir égaré les cassettes contenant les vidéos et les éléments télémétriques d'origine de la mission Apollo 11 et ne plus disposer que d'enregistrements résultant des conversions dans des formats plus récents. L'agence a nommé une équipe[26] chargée de les retrouver[27]. La Nasa a indiqué en juillet 2009 ne pas avoir retrouvé les cassettes originales de l'enregistrement[28]. À défaut, elle a récupéré auprès de diverses sources - chaînes de télévision notamment - des retransmissions de la mission Apollo 11, qui ont été restaurées[29].

Résultats scientifiques[modifier | modifier le code]

Étude des roches lunaires[modifier | modifier le code]

Échantillon de roche lunaire conservé dans le laboratoire de Houston.

Au retour de la mission les échantillons de roches et du sol lunaire ramenés par l'équipage d'Apollo 11 sont stockés et examinés dans le laboratoire LRL (Lunar Receiving Laboratory) créé à cet effet à Houston et conçu pour empêcher toute diffusion d'éventuels organismes extraterrestres[Note 9]. Des échantillons de roche lunaire sont confiés pour analyse à 150 spécialistes scientifiques sans distinction de nationalité. Les pierres lunaires de taille importante se révêlent être des basaltes riches en fer et en magnésium qui se sont cristallisés il y a 3,57 à 3,84 milliards d'années. Ils sont très proches dans leur composition des roches terrestres bien que plus riches en titane : cette particularité est à l'origine de la couleur plus foncée des mers lunaires. Leur existence constitue la preuve que la Lune est un corps différencié invalidant la théorie d'une Lune constituée du matériau primitif du système solaire défendue par Urey. Une des caractéristiques les plus frappantes est l'absence de minéraux hydratés. La faible proportion en sodium a entrainé une grande fluidité des laves qui ont formé le basalte ce qui explique l'absence de relief à la surface des mers lunaires[30],[31].

Mesures sismiques[modifier | modifier le code]

Tir laser vers un réflecteur lunaire depuis l'observatoire McDonald.

Le sismomètre passif a été installé le 21 juillet 1969. Il a fonctionné durant une journée lunaire complète, survécu à une nuit lunaire mais est tombé en panne le 27 août 1969 à la suite d'une défaillance du système de réception et de traitement des commandes transmises depuis la Terre. L'instrument a été opérationnel durant 21 jours (il ne fonctionnait pas durant la nuit lunaire faute d'énergie). Les données fournies ont permis de démontrer que l'activité sismique de la Lune était très faible : la composante verticale du bruit de fond sismique est de 10 à 10000 fois plus faible que celui de la Terre. Du fait des limitations du prototype, dont la correction était planifié avant même le débarquement sur la Lune, sur le sismomètre embarqué par Apollo 12, aucune donnée exploitable n'a pu être obtenue sur la structure interne de la Lune. Plusieurs recommandations émergent du rapport scientifique rédigé quelques mois après la mission[32].

  • Les phénomènes de dilatation/contraction de la structure de l'étage de descente du module lunaire resté sur la Lune ont été source d'un bruit de fond qui a perturbé les mesures : il est recommandé pour les missions suivantes que le sismomètre soit disposé le plus loin possible du module lunaire.
  • Du fait de la faiblesse de la sismicité de la Lune, il est nécessaire d'augmenter la sensibilité de l'instrument.
  • Pour la même raison, il est recommandé de recourir à la génération d'ondes sismiques artificielles en faisant s'écraser sur la Lune l'étage Saturn ou le module de remontée du module lunaire.

Mesure de la distance Terre-Lune à l'aide du réflecteur laser[modifier | modifier le code]

Le réflecteur laser installé par l'équipage d'Apollo 11 est utilisé de manière continue depuis 1969. Des tirs laser sont effectués depuis plusieurs observatoires installés sur Terre en direction des réflecteurs laser déposés par la mission Apollo 11 ainsi que par les missions Apollo 14 et 15. Au cours des premières années la précision de la distance entre la Terre et la Lune est passée grâce à ces tirs d'environ 500 mètres à 25 cm. En améliorant les techniques utilisées, de nouvelles mesures ont permis de ramener cette incertitude à 16 cm en 1984. L'Observatoire McDonald (États-Unis) puis l'Observatoire de la Côte d'Azur en France se sont dotés d'équipements spécifiques qui ont permis de réduire l'imprécision à 3 cm à la fin des années 1980/début des années 1990[33]. Enfin depuis mi 2005 l'observatoire du Point Apache au Nouveau-Mexique a pris le relais en utilisant un équipement encore plus perfectionné et effectue des mesures avec une précision inférieure au millimètre[34],[35].

Galerie[modifier | modifier le code]

Vidéos[modifier | modifier le code]

Photos[modifier | modifier le code]

Culture[modifier | modifier le code]

  • L'expédition d'Apollo XI fait l'objet d'un roman de Norman Mailer, Bivouac sur la Lune.

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Durant la phase finale d'atterrissage, la trajectoire du module lunaire suit une pente de 16°. Si le Soleil éclaire le sol sous un angle de 16° il se trouve exactement dans l'axe de la trajectoire et la lumière est réfléchie par le sol rendant difficile l'identification des reliefs.
  2. La NASA est sous pression car elle redoute que l'Union soviétique parvienne à réaliser une première lunaire avant qu'une mission Apollo se soit posée sur le sol lunaire. Par ailleurs les marges disponibles pour tenir l'objectif fixé par le président Kennedy (un homme sur la Lune avant la fin de la décennie) sont réduites.
  3. L'étage de la fusée reçoit une poussée supplémentaire grâce à l'éjection des propergols non brûlés.
  4. L'ordinateur dispose d'une mémoire morte de 36 864 mots de 16 bits et d'une mémoire vive de 2 048 mots
  5. Pour l'anecdote, lundi est le jour de la Lune.
  6. Texte original : Here Men from the planet earth first set foot upon the moon. July 1969 AD. We came in peace for all mankind.
  7. L'emplacement est choisi pour être suffisamment écarté du module lunaire en particulier des moteurs de contrôle d'attitude placés aux quatre coins de l'étage de remontée.
  8. Le planétologue Eugene M. Shoemaker avait estimé que le socle rocheux au niveau du site d'atterrissage serait recouvert par une couche de régolithe épaisse de 3 à 6 mètres.
  9. Ces mesures de précaution, extrêmes compte tenu des conditions lunaires peu propices à la conservation de la vie, seront abandonnées à partir de la mission Apollo 15.
  10. That's one small step for (a) man (Lors de la transmission en direct, par suite d'une légère perturbation, l'article « a » s'est perdu. Il fut cependant réintroduit dans le compte rendu officiel de la mission.), one giant leap for mankind. En français : C'est un petit pas pour un homme, mais un bond de géant pour l'humanité.

Références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Smithsonian Institution : National Air and Space Museum, « Apollo 7 (AS-205) First manned test flight of the CSM » (consulté le 9 octobre 2009)
  2. (en) Smithsonian Institution : National Air and Space Museum, « Apollo 8 (AS-503) Man Around The Moon » (consulté le 9 octobre 2009)
  3. (en) Smithsonian Institution : National Air and Space Museum, « Apollo 9 (AS-504) Manned Test of Lunar Hardware in Earth Orbit » (consulté le )
  4. (en) Smithsonian Institution : National Air and Space Museum, « Apollo 10 (AS-505) Man's Nearest Lunar Approach » (consulté le 9 octobre 2009)
  5. (en) « Biography : Neil Armstrong », NASA : Glenn Research Center (consulté le 21 mars 2012)
  6. (en) « Biographical Data : Buzz Aldrin », NASA : Lyndon B.Johnson Space Center (consulté le 21 mars 2012)
  7. (en) « Biographical Data : Michael Collins », NASA : Lyndon B.Johnson Space Center (consulté le 21 mars 2012)
  8. Harland et Orloff 2006, p. 298 et 319
  9. Rapport scientifique préliminaire d'Apollo 11, p. 143 op. cit.
  10. Présentation à la presse de la mission Apollo 11, p. 145 et 154 op. cit.
  11. Joelle Nicolas, La Station Laser Ultra Mobile de l'obtention d'une exactitude centimétrique des mesures à des applications en océanographie et géodésie spatiales (thèse),‎ 2000 (lire en ligne), p. 16-23
  12. Rapport scientifique préliminaire d'Apollo 11, p. 163 op. cit.
  13. (en) « Lunar Retroreflectors » (consulté le 23 mars 2014)
  14. a et b Harland et Orloff 2006, p. 284-285
  15. Woods 2008, p. 103-127
  16. Apollo 11 : des hommes sont sur la Lune
  17. NASA : Apollo 11 Mission Report (MSC-00171) 9-24
  18. a et b [1]
  19. a, b et c Harland 2008, p. 29
  20. (en)One Small Step
  21. Harland 2008, p. 27-29
  22. Harland 2008, p. 29 et 33
  23. Harland et Orloff 2006, p. 319-325
  24. (en) « Solar System - Apollo 11 », sur BBC (consulté le 17 novembre 2013)
  25. (en) Jay Wertz, « Apollo 11 and Television – 40 Years Later », sur Great History,‎ 20 juillet 2009 (consulté le 17 novembre 2013)
  26. (en)Update: Apollo 11 Tapes, Nasa, 15 août 2006. L'équipe de six personnes était dirigée par l'ingénieur Richard Nafzger et comprenait Stan Lebar (81 ans en 2006), ancien responsable des images pour Apollo 11. Tous deux étaient à la retraite.
  27. Une histoire incroyable : les bandes perdues de la NASA, c'est une affaire de formats, Formats-ouverts.org, 30 août 2006
  28. Apollo 11 : la Nasa publie des vidéos HD... mais a perdu les originaux, Futura-sciences.com, 18 juillet 2009
  29. (en)NASA Releases Restored Apollo 11 Moonwalk Video , Nasa, 16 juillet 2009
  30. Harland 2008, p. 33-39
  31. Harland et Orloff 2006, p. 296-298
  32. Rapport scientifique préliminaire d'Apollo 11, p. 158-161 op. cit.
  33. « The Apache Point Observatory Lunar LASER-Ranging Operation (APOLLO) » (consulté en 20130318)
  34. « APOLLO's Run Highlights » (consulté le 26 mars 2014)
  35. « APOLLO Run Summary »

Annexes[modifier | modifier le code]

Sources et bibliographie[modifier | modifier le code]

Rapports et documents officiels de la mission
  • (en) Eric M. Jones, « Apollo 11 surface journal »
    Portail regroupant l'ensemble des documents officiels disponibles sur la mission dont la transcription des échanges radios et une liste commentée des photos prises.
  • (en) NASA - Centre spatial Johnson, Apollo 17 mission report,‎ novembre 1969 (lire en ligne) Ouvrage utilisé pour la rédaction de l'article
    Rapports officiels de la mission Apollo 11 (document no  JSC07904)
  • (en) NASA - Centre spatial Johnson, Apollo 11 Preliminary Science Report,‎ octobre 1969 (lire en ligne) Document utilisé pour la rédaction de l’article
    Rapport scientifique préliminaire de la mission Apollo 11
  • (en) Apollo 11 press kit,‎ juillet 1969 (lire en ligne) Ouvrage utilisé pour la rédaction de l'article
    Dossier de présentation à la presse de la mission Apollo 11 (document NASA no  Special Publication-4214)
Autres ouvrages
  • (en) W. David Compton, Where No Man Has Gone Before : A History of Apollo Lunar Exploration Missions, NASA,‎ 1989 (lire en ligne)
    Histoire du projet scientifique associé au programme Apollo (document NASA no  Special Publication-4214)
  • (en) W. David Woods, How Apollo flew to the moon, New York, Springer,‎ 2008 (ISBN 978-0-387-71675-6, LCCN 2007932412)
    Déroulement détaillé d'une mission lunaire Apollo.
  • (en) David M. Harland, Exploring the moon The Apollo Expeditions, Chichester, Springer Praxis,‎ 2008, 2e éd., 403 p. (ISBN 978-0-387-74638-8, LCCN 2007939116) Document utilisé pour la rédaction de l’article
    Déroulement détaillé des séjours lunaires des missions Apollo avec nombreuses illustrations, contexte géologique détaillé et quelques développements sur les missions robotiques de cette période.
  • (en) David M. Harland et Richard W. Orloff, Apollo the definitive sourcebook, Springer Praxis,‎ 2006, 633 p. (ISBN 978-0-387-30043-0, LCCN 2005936334) Document utilisé pour la rédaction de l’article

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

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