La folle course contre la montre vers la Lune

            Luna, Surveyor, Zond, Ranger… Si Apollo fut le plus retentissant, de nombreux programmes spatiaux soviétiques et américains se sont succédé à une cadence infernale dans les années 1960 pour décrocher la Lune.

En haut, la photo originale, de la Terre prise depuis l'orbite lunaire par le vaisseau spatial Lunar Orbiter 1 en août 1966, et une version numérisée en 2008 par le Lunar Orbiter Image Recovery Project (LOIRP). Cinq mois plus tôt, la sonde soviétique Luna 10 était devenue le tout premier objet terrestre à orbiter autour de la Lune.

.            Viser la Lune, ça ne leur faisait pas peur. Les agences spatiales américaines et soviétiques se sont lancées dans une formidable quête, dont le programme Apollo fut l'apogée : la Lune. Et la lumière jetée sur l'incroyable épopée d'Armstrong, Aldrin et Collins en 1969 a laissé dans l'ombre une immense partie de cette aventure, démarrée onze ans plus tôt avec les missions Pionner.

Qui se souvient des premiers succès du programme Soviétique Luna, pionnier absolu du voyage sur la Lune ? Et des périlleuses missions Cosmos et Zond ? Qui se rappelle des atterrisseurs américains Surveyor et du programme Ranger ? Entre Pionner 0 en 1958 et Luna 24 en 1976, l'homme a ainsi tenté plus d'une centaine de fois d'envoyer sur la Lune des explorateurs, des orbiteurs, des impacteurs ou des atterrisseurs. Et s'est planté une fois sur deux…

-1958-1964 : fiascos en série

.           Après que l’ingénieur américain Robert Goddard (1882-1945) ait inventé des fusées de haut vol à carburant liquide et que le physicien américain J. Robert Oppenheimer (1904-1967) ait supervisé l’explosion de la première bombe atomique en 1945, la concurrence entre l’Union soviétique et les États-Unis dans le domaine de la fusée s’est rapidement étendue aux vols spatiaux.

« We choose to go to the moon ! ». En septembre 1962, quand John Fitzgerald Kennedy fait résonner ces mots, les Etats-Unis sont très, très en retard sur l'URSS, la nation à avoir envoyé le premier satellite artificiel (Spoutnik 1, le 4 octobre 1957), une petite chienne (Laïka, le 03 novembre 1957) (Note), puis un homme dans l'espace (Youri Gagarine, le 12 avril 1961, lors de la mission Vostok 1). Ces lancements soviétiques ont incité les États-Unis à créer la National Aeronautics and Space Administration (NASA) et à choisir Houston comme lieu d’implantation d’un nouveau laboratoire de vols spatiaux habités, le Manned Spacecraft Center qui ouvrira officiellement ses portes en 1963. Lassée d'être dans la roue de sa grande rivale, l'Amérique veut une cible hors de portée de Moscou à court terme. Ce sera la Lune, à 384.000 km de là, et il s'agira d'y envoyer des hommes et … de les ramener vivants, un défi complètement fou pour l'époque, nécessitant de construire de nouvelles fusées de A à Z.

Si l’on fait couramment démarrer la conquête de la Lune à cette date, cela fait pourtant déjà quatre ans, à l'époque, que les agences spatiales tout juste nées se font – et se cassent – les dents sur l'astre le plus proche de la Terre, avec des sondes, les orbiteurs Pionner pour l'Amérique, et les impacteurs Luna pour les Soviétiques. Après trois lancements ratés des deux côtés, entre août et décembre 1958, c'est Luna 1 qui devient le 2 janvier 1959 le premier objet terrestre à quitter l'orbite terrestre.

.            Côté américain, la presse hurle à la « fake news ». Côté soviétique, on triomphe, même si la sonde a complètement raté sa cible, la Lune, et s'est retrouvée en orbite autour … du Soleil.

Deux mois plus tard, le 3 mars 1959, les Américains font de même avec Pionner 4, qui se libère de l'attraction terrestre mais doit se contenter d'un survol lointain de la Lune. Le premier succès complet est une nouvelle fois à mettre au compte des Soviétiques, qui parviennent le 12 septembre 1959 à faire s'écraser sur la Lune l'impacteur Luna 2, premier objet artificiel ayant touché notre satellite naturel. Un mois plus tard, nouveau succès avec Luna 3, qui prend les premiers clichés de la face cachée de la Lune.

Les Américains, occupés en parallèle avec le programme Mercury, qui consiste à maîtriser l'envoi d'un homme dans l'espace, font une pause et reviennent vers la Lune en 1961 avec le programme Ranger, destiné à photographier en détail sa surface : après trois échecs, l'impacteur Ranger 4 est le premier objet américain à toucher la Lune, en avril 1962, mais il s'écrase au mauvais endroit, les données sont perdues. C'est dans ce contexte pourtant peu engageant que JFK fait son célèbre discours. Conscient du retard américain et des énormes frais engagés, JFK ne souhaite toutefois pas utiliser ce programme pour envenimer les relations avec Moscou. Il propose d'ailleurs un an plus tard, en septembre 1963, à Khrouchtchev, de travailler ensemble sur la conquête spatiale plutôt que de s'affronter. Une idée qui mourra avec l'assassinat du président américain deux mois plus tard, et le remplacement l'année suivante de Khrouchtchev par Brejnev, beaucoup plus convaincu que son prédécesseur de la force du programme lunaire soviétique.

.            En 1964, l'URSS lance donc officiellement son programme de vol habité, confié à l'ingénieur Sergueï Korolev. Avec un scénario très proche du programme Apollo concocté par l'ingénieur allemand Wernher Van Braun aux Etats-Unis : une fusée géante (Saturn V aux Etats-Unis, N1 en URSS) pour propulser dans l'espace un train spatial constitué de deux vaisseaux, un orbiteur (Columbia vs LOK) et un alunisseur (Eagle vs LK). Mais avec deux ans de retard, qui coûteront très cher à l'Union soviétique. En juillet 1964, la Nasa obtient d'ailleurs son premier véritable succès : un impact contrôlé sur la Lune, et plus de 4.000 photos à analyser.

Note : En novembre 1957, l’URSS envoya Spoutnik 2 en orbite avec, à son bord la chienne Laïka, et le peuple soviétique se prit naturellement d’une grande affection pour cet animal, devenu un symbole, une héroïne nationale. Les gens suivirent son périple comme une série télé, pendant toute la mission. A ceci près que ceci n’était qu’une mise en scène à la soviétique : la chienne Laïka était morte de stress et de surchauffe à peine 7 heures après le lancement.

-1965-1966 : l'« autoroute » de la Lune

.            À partir 1965, les efforts financiers engagés par Washington commencent à porter leurs fruits : Ranger 8 et Ranger 9, en février et mars, ramènent des milliers de photos de la surface lunaire. En parallèle, dans l'orbite terrestre, les futurs astronautes du programme Apollo enchaînent les missions Gemini, destinées à maîtriser les sorties extra-véhiculaires, les manœuvres d'amarrage ou encore les rendez-vous orbitaux. Et surtout, les Soviétiques n'y arrivent plus : après les échecs de Luna 4 en 1963 et Luna 5 en 1964, Luna 6, Luna 7 et Luna 8 s'écrasent toutes sur la Lune en cette année 1965 sans envoyer de données. Seul motif de satisfaction pour les Soviétiques : de précieuses photos de la face cachée de la Lune prises en juillet par Zond 3, du nom de son tout nouveau programme spatial destiné à préparer de futurs vols habités.

En 1966, tout s'accélère, avec plus de 14 missions lunaires. Les Soviétiques parviennent à effectuer le premier atterrissage contrôlé sur la Lune, avec Luna 9, le 31 janvier 1966, et réitèrent avec Luna 13 en décembre. L'ère de l'analyse du sol lunaire est ouverte. Entre-temps, un atterrisseur américain chargé lui aussi d'étudier la topographie lunaire, Surveyor 1, les a rejoints en mai, avant que son petit frère Surveyor 2 ne se crashe en septembre. Le 16 mars, au cours de la mission Gemini VIII, la sixième mission habitée du programme Gemini et la douzième mission spatiale habitée américaine, pour la première fois, les Américains réussissent l’amarrage en orbite entre deux engins spatiaux. La même année, le 31 mars, Luna 10 devient la toute première sonde à réussir à s'insérer dans l'orbite lunaire … Là encore, elle est suivie de très près par sa rivale américaine, Lunar Orbiter 1, qui la rejoint dans sa ronde en août. Avant la fin de l'année 66, elles seront rejointes par trois autres sondes, Luna 11, Luna 12 et Lunar-Orbiter 2.

Sur Terre aussi, ça s'active, avec les trois premières missions d'essai du programme Apollo : AS-201 (26 fév 1966), 203 (05 jul 1966) et 202 (25 aoû 1966) -les deux dernières ayant été rebaptisées Apollo 2 et 3 après coup-. Il s'agit alors de tester la capsule Apollo en conditions réelles, en vol sous-orbital.

-1967-1968 : le sprint final

.            C'est d'ailleurs le quatrième de ces vols d'essai, et le premier habité, le vol AS-204, rebaptisé Apollo 1, qui va ouvrir l'année 1967 de la pire des manières : un incendie dans la capsule tue les trois astronautes, sur le pas de tir, le 21 janvier. Ce qui ne freine rien : durant les douze mois qui suivent, les Américains envoient sur la Lune trois orbiteurs (Lunar Orbiter 3,4 et 5), trois atterrisseurs (Surveyor 3, 5 et 6 – le 4 s'étant crashé) et réalisent également deux vols d'essai inhabités dans l'orbite terrestre (Apollo 4 et 5), les deux premiers vols propulsés par la fusée Saturn V, future star du programme. L'objectif de ces missions n'est plus tellement scientifique ; il s'agit d'un côté de trouver un site d'alunissage, et de l'autre de maîtriser le lancement et les différentes étapes d'un futur voyage.

Virgil I. Grissom, Edward H. White II et Roger B. Chaffee sont décédés dans l'incendie de leur capsule lors d'essais au sol le 27 janvier 1967./Ho/AFP

Du côté soviétique, le décès l'année précédente de Sergueï Korolev a plombé le programme. Son vaisseau lunaire n'est pas au point et les équipes soviétiques s'arrachent les cheveux sur la fusée géante N1, propulsée par une trentaine de moteurs. Bilan de l'année 1967 : quatre lancements ratés (deux missions Luna et deux missions Zond) … La bataille des fusées, nerf de cette course à la Lune, est en train de tourner à l'avantage des Américains.

Les Soviétiques n'abandonnent pas et se reprennent même en 1968 avec Zond 4, Luna 14 et surtout Zond 5, toute première sonde à revenir sur Terre après avoir fait le tour de la Lune, en septembre. La mission fait grand bruit, notamment parce que des éléments biologiques (tortues, insectes, plantes) ont été embarqués. Ce triomphe est en réalité un trompe-l'œil. Le taux d'échec au lancement est toujours préoccupant – deux mois plus tôt, un accident a même fait trois morts sur le pas de tir — et les responsables soviétiques, qui s'éparpillent sur plusieurs programmes, Luna, Zond et Cosmos, quand leurs rivaux sont désormais entièrement concentrés sur Apollo, ont d'ores déjà compris qu'ils ne seraient pas les premiers à envoyer des hommes sur la Lune. Les Américains, persuadés du contraire, décident malgré tout d'accélérer.

Un équipage passe ainsi 11 jours en orbite terrestre en octobre sur Apollo 7 et, le 21 décembre 1968, la Nasa enregistre enfin une « première » avec Apollo 8 : pour la première fois, des hommes sortent de l'orbite terrestre et s'insèrent dans l'orbite lunaire. Au passage, c'est la toute première fois qu'un homme a le globe terrestre dans son champ de vision, et voit la Terre dans son intégralité, un spectacle immortalisé par la remarquable photo Earthrise (lever de Terre).

            La première photo du "lever de Terre", prise par l'homme (rapidement par Bill Anders à bord d'Apollo 8). Puis Lovell et lui se sont brièvement « disputés » pour savoir qui devait avoir l’appareil photo couleur, tandis que Borman tentait de les calmer. Et c’est Anders qui ensuite a pris la photo couleur du lever de la Terre.

            Désormais connue sous le nom de Earthrise, « l’image du siècle », cette photo emblématique montre la Terre émergeant de la surface lunaire alors que le premier vaisseau spatial avec équipage faisait le tour de la Lune, avec à son bord les astronautes Anders, Frank Borman et Jim Lovell. Prise 8 mois avant la mission Apollo 11, au cours de laquelle Neil Armstrong et Buzz Aldrin ont exploré la surface lunaire pour la première fois, son impact semble aujourd’hui encore plus grand que celui du premier alunissage. Lorsque Bill Anders a pris cette photo la veille de Noël 1968, notre relation avec le monde a changé à jamais. Après être entrés en orbite lunaire, les astronautes ont failli ne pas voir la Terre. Ce n’est qu’au cours de la quatrième orbite, lorsque la capsule s’est retournée de 180 degrés pour pointer vers l’avant, qu’ils l’ont remarquée.

Ce n’était pas tout à fait le premier aperçu de notre monde depuis l’espace. Les sondes lunaires avaient renvoyé des images grossièrement numérisées d'un croissant terrestre enveloppé de nuages. Un satellite avait même pris une photo couleur.

-1969-1973 : « On a marché sur la Lune »

.            Côté soviétique, c'est la traversée du désert. Zond 6 s'est crashé en novembre 1968 à son retour sur Terre, et deux lancements de Zond sont consécutivement ratés en janvier et février 1969. Après un printemps 69 marqué par deux répétitions générales réussies de la mission Apollo (9 et 10), arrive donc le fameux mois de juillet 1969, qui va s'avérer fatal pour les Soviétiques : après un nouveau lancement Zond raté le 3, ils lancent le 13 juillet, avec un mois de retard, l'atterrisseur Luna 15, pour tenter -à défaut d'être les premiers à poser le pied sur la Lune- d'être les premiers à en ramener des échantillons. Trois jours plus tard, c'est Apollo 11 qui décolle sous les yeux du monde entier.

Cap Kennedy, 16 juillet 1969 - Départ de Saturn V - Apollo 11

Avec ces deux missions simultanées, on touche au paroxysme de la course à la Lune, et, paradoxalement, à la toute première collaboration entre les deux grands rivaux : les Soviétiques assurent à la Nasa que les trajectoires des deux vaisseaux ne se croiseront pas.

Le 21 juillet 1969, à 3 h 56 min 20 s heure française, Neil Armstrong est le premier humain à marcher sur la Lune. Des centaines de millions de Terriens les suivent en direct à la radio et 650 millions à la télévision, à l'apogée d'une mission ultra-médiatisée.

Comment Apollo 11 s'est posée sur la Lune avec moins d'une minute de carburant

            Lanceur spatial utilisé entre 1967 et 1973 pour la plupart des missions du programme Apollo de la NASA, la fusée Saturn V comportait près de 6 millions de pièces. Ce qui veut dire qu'avec les normes drastiques de 99,9% de pièces fonctionnelles, la NASA pouvait s'attendre à 6.000 pièces défectueuses ! Pour pouvoir s'en sortir, il fallait prévoir de nombreuses redondances, des systèmes en double voire en triple, et des procédures précises et appliquées coûte que coûte. Il y avait donc de nombreux contrôles et plusieurs points de « go / no-go ».

Parmi ces procédures, certaines concernaient l'utilisation du carburant du module lunaire (LM-5 ou Eagle dans le cadre de la mission Apollo 11 de juillet 1969), lors de la descente avant de toucher le sol lunaire. La procédure impliquait de ne pas dépasser un certain seuil de carburant. Ce seuil était calculé en fonction du carburant nécessaire pour la suite de la mission, notamment le décollage d'Eagle de la surface de la Lune et le retour au module de commande (CSM-107 ou Columbia pour Apollo 11).

À plusieurs reprises durant la descente de la mission Apollo 11, le 20 juillet 1969, Neil Armstrong, qui pilotait le module lunaire, a demandé à son équipier Buzz Aldrin de lui donner une indication sur le niveau de carburant restant. À partir d'un moment, Charlie Duke, le CapCom (Capsule Communicator) de la mission (c'est-à-dire la personne chargée d'assurer la communication avec l'équipage depuis la salle de contrôle du centre spatial de la NASA à Houston), énonce un compte à rebours : 60 secondes, puis 30 secondes.

Ce décompte est par rapport au niveau de fuel. À 0 seconde de ce compte à rebours, c'est le « bingo call », autrement dit le message d'alerte de dépassement du seuil de carburant, qui ne laisse à l'équipage que 20 secondes pour décider de repartir et d'annuler la mission, ou bien de se poser et risquer de ne plus avoir assez de fuel pour « rentrer à la maison ».

Eagle s'est posé avec environ 40 secondes de carburant restant ... pour assurer son retour.

Photographié ici au re-décollage le 21 juillet 1969 par Michael Collins (pilote du module de commande Columbia et troisième astronaute de la mission spatiale Apollo 11), le module lunaire Eagle s'est posé sur la Lune le 20 juillet 1969. | NASA

Avec Buzz Aldrin, il réussit la toute première collecte d'échantillon lunaire. Une vingtaine d'heures plus tard, ce 21 juillet, Luna 15 rate son approche et s'écrase dans le plus grand secret sur la Lune …

Buzz Aldrin sur la surface de la Lune, le 21 juillet 1969./Nasa

.            Moins de quinze jours plus tard, la Lune aura le droit à une nouvelle visite « humaine » avec la sonde Zond 7. Mais le programme soviétique est bel et bien dans le dur, avec l'échec au lancement des sondes Cosmos 300 et 305 en septembre et octobre 1969. Les Américains, eux, remettent le couvert avec Apollo 12 en novembre.

La roue semble tourner en 1970 avec l'échec d'Apollo 13 en avril. Une grave avarie pendant le transit entre la Terre et la Lune conduit à l'annulation de la mission et au retour en urgence des astronautes, dans des conditions rocambolesques qui tiendront le monde en haleine. Refroidie, la Nasa attendra janvier 1971 pour envoyer Apollo 14. Dans l'intervalle, l'URSS réussit son premier retour d'échantillon robotisé avec Luna 16 en septembre, mène avec succès un mois plus tard la mission Zond 8, un vol censé préparer une future mission habitée, et achemine enfin en novembre sur la Lune la toute première astromobile, Lunokhod 1. En 2010, la sonde américaine Lunar Reconnaissance Orbiter parviendra à prendre des photos de l'atterrisseur Luna 17, qui hébergeait l'astromobile, à l'endroit où il s'était posé 30 ans plus tôt.

En 1970, la première astromobile à rouler sur la Lune fut la soviétique Luna 17, 756 kg, 1,35 m de haut et 2,15 m de long.

Mais l'intérêt pour la Lune fléchit déjà (les budgets engloutis étant disproportionnés par rapport aux résultats scientifiques) et la cadence des missions commence à baisser : de quatre en 1971 (Apollo 14 puis Apollo 15 et sa toute première astromobile avec équipage, Luna 18 et 19), on passe à trois en 1972 (Luna 20, et les deux dernières missions Apollo, 16 et 17), puis deux en 1973 (Luna 21 et la mission américaine Explorer 49). Les Etats-Unis se retirent alors, et la fusée Saturn V, utilisée sans aucun échec depuis 1964, prend une retraite bien méritée. Encore un orbiteur et deux atterrisseurs soviétiques (Luna 22, 23 en 1974 et 24 en 1976) chargés de ramener sur Terre d'ultimes échantillons, et c'en est fini de l'âge d'or de la Lune.

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