Apollo 11

La course à l'espace commença le 4 octobre 1957 avec le lancement soviétique de Spoutnik 1, le premier satellite artificiel. Le choc ressenti aux États-Unis conduisit le président Dwight D. Eisenhower à créer la NASA en 1958 et à lancer le projet Mercury, dont l'objectif était de placer un homme en orbite. L'Union soviétique conserva son avance : le 12 avril 1961, Youri Gagarine devint le premier être humain dans l'espace et le premier à orbiter autour de la Terre. Près d'un mois plus tard, le 5 mai 1961, Alan Shepard devint le premier Américain dans l'espace, lors d'un vol suborbital.

Le 25 mai 1961, devant une session conjointe du Congrès, le président John F. Kennedy déclara que la nation devait s'engager, avant la fin de la décennie, à poser un homme sur la Lune et à le ramener sain et sauf sur Terre. Il réaffirma cet objectif à l'université Rice le 12 septembre 1962 devant environ 40 000 personnes, avec l'argument que les États-Unis choisissaient d'aller sur la Lune non pas parce que c'était facile, mais parce que c'était difficile. Tout le monde n'était pas d'accord : le mathématicien et philosophe Norbert Wiener qualifia l'entreprise de « moondoggie » (littéralement « lubie lunaire »), un gaspillage de ressources qui pourrait servir de meilleures causes. Kennedy lui-même explora deux fois l'option d'une entreprise conjointe : en juin 1961, il la proposa à Nikita Khrouchtchev, puis la souleva de nouveau devant l'Assemblée générale des Nations unies le 20 septembre 1963. Les deux fois, le camp soviétique refusa.

L'architecture de la mission fut arrêtée en juillet 1962, lorsque l'administrateur de la NASA James Webb annonça le choix du rendez-vous en orbite lunaire. Selon ce schéma, la fusée Saturn V lancerait un ensemble composé de trois éléments : un module de commande doté d'une cabine pour les trois astronautes, seule partie destinée à revenir sur Terre ; un module de service alimentant le module de commande en propulsion, énergie électrique, oxygène et eau ; et un module lunaire à deux étages pour l'atterrissage et le retour en orbite lunaire.

La route ne fut pas sans embûches. Le 27 janvier 1967, un incendie survenu lors d'un essai au sol tua l'équipage d'Apollo 1 — Gus Grissom, Ed White et Roger B. Chaffee — et le programme fut interrompu pour une refonte du module de commande. Les vols habités reprirent avec Apollo 7 en octobre 1968, premier vol habité du vaisseau redessiné en orbite terrestre ; Apollo 8 rejoignit l'orbite lunaire en décembre de la même année ; Apollo 9 testa le module lunaire en orbite terrestre en mars 1969 ; et en mai 1969, Apollo 10 réalisa une répétition générale complète, amenant son module lunaire jusqu'à environ 15 km au-dessus de la surface sans se poser. Cette séquence achevée, le vol suivant pouvait tenter l'atterrissage lui-même.

Le noyau de l'équipage avait déjà volé ensemble. Le 20 novembre 1967, la NASA annonça Neil Armstrong comme commandant, Jim Lovell comme pilote du module de commande et Buzz Aldrin comme pilote du module lunaire pour l'équipage de réserve d'Apollo 9. Des retards sur le module lunaire entraînèrent une permutation entre les missions Apollo 8 et Apollo 9, et leurs équipages avec elles, si bien que l'équipage d'Armstrong devint équipage de réserve d'Apollo 8 puis, selon la rotation habituelle qui saute deux missions, équipage titulaire d'Apollo 11.

Michael Collins, initialement pilote du module de commande d'Apollo 8, fut retiré du statut de vol après la découverte d'une excroissance osseuse entre ses cinquième et sixième vertèbres, nécessitant une opération ; Lovell prit sa place sur Apollo 8, et une fois rétabli, Collins rejoignit l'équipage d'Armstrong. Deke Slayton, directeur des opérations des équipages de vol, proposa plus tard à Armstrong de remplacer Aldrin par Lovell ; Armstrong refusa, estimant que Lovell méritait son propre commandement, et les trois hommes volèrent tels quels — « d'aimables étrangers », selon l'expression de Collins, proches professionnellement plus que personnellement.

L'équipage de réserve était composé de Lovell, Bill Anders et Fred Haise, avec Ken Mattingly s'entraînant en parallèle d'Anders, qui avait annoncé son départ de la NASA. L'équipage de soutien comprenait Mattingly, Ronald Evans et Bill Pogue. Les officiers de liaison radio (CAPCOM) furent Charles Duke, Ronald Evans, Bruce McCandless II, James Lovell, William Anders, Ken Mattingly, Fred Haise, Don L. Lind, Owen K. Garriott et Harrison Schmitt.

Lequel des deux marcheurs lunaires sortirait le premier fut déterminé par l'agencement de la cabine, où l'écoutille s'ouvrait du côté du pilote du module lunaire, et par l'avis de l'équipage lui-même ; la NASA annonça la décision le 14 avril 1969. Dans son autobiographie de 2001, le directeur des opérations de vol Chris Kraft indiqua que la direction avait aussi conclu qu'Armstrong, dénué d'ego, était l'homme qu'il fallait pour un moment qui resterait dans les mémoires aussi longtemps que le vol de Charles Lindbergh.

Collins conçut l'insigne de la mission : il voulait un symbole d'atterrissage pacifique, et après que Lovell eut suggéré un aigle à tête blanche, il y ajouta un rameau d'olivier dessiné par l'employé de la NASA Tom Wilson, tenu au départ dans le bec de l'oiseau. Robert Gilruth, directeur du Manned Spacecraft Center, jugea que les serres avaient l'air trop belliqueuses ; le rameau d'olivier fut déplacé vers elles. Suivant la pratique d'Apollo 9 et Apollo 10, les noms des astronautes furent absents de l'écusson, afin que l'emblème représente tous ceux qui avaient travaillé à l'atterrissage. Le motif fut ensuite repris sur le dollar Eisenhower de 1971 et sur le dollar Susan B. Anthony de 1979.

Il fallait des indicatifs radio pour les deux vaisseaux. Au printemps 1969, l'équipage rejeta « Snowcone » et « Haystack », suggérés par la NASA, et retint *Eagle* pour le module lunaire, d'après l'oiseau de l'écusson, et *Columbia* pour le module de commande — un nom historique des États-Unis, écho du *Columbiad*, le canon géant qui lance un vaisseau spatial dans le roman de Jules Verne de 1865.

L'étage de remontée du module lunaire LM-5 arriva au Kennedy Space Center le 8 janvier 1969, l'étage de descente quatre jours plus tard, et le module de commande et de service CSM-107 le 23 janvier. Plusieurs modifications distinguaient *Eagle* du *Snoopy* d'Apollo 10 : une antenne radio VHF pour faciliter l'acquisition du module de commande lors du rendez-vous, un moteur de remontée allégé, une protection thermique renforcée sur le train d'atterrissage et l'ajout de l'ensemble scientifique EASEP. La seule modification notable du module de commande fut le retrait de l'isolation de l'écoutille avant.

Chaque astronaute emportait un kit de préférence personnelle d'environ 0,23 kg — trois rangés dans *Columbia* et deux dans *Eagle*. Celui d'Armstrong contenait un morceau de bois de l'hélice gauche du Flyer des frères Wright de 1903 ainsi qu'un fragment de sa toile, avec une épinglette d'astronaute en diamant offerte par les veuves de l'équipage d'Apollo 1.

Le site fut choisi par le comité de sélection des sites d'Apollo de la NASA, qui annonça le 8 février 1968 cinq sites d'atterrissage candidats après deux années d'étude fondées sur la photographie à haute résolution des sondes Lunar Orbiter et les données de Surveyor. Sept critères gouvernaient le choix : le site devait être lisse, avec peu de cratères ; abordable sur les trois derniers kilomètres sans collines élevées, falaises ni cratères profonds ; accessible par une trajectoire à retour libre ; offrir une bonne visibilité à l'approche, c'est-à-dire un Soleil situé entre 7 et 20 degrés derrière le module lunaire ; et présenter une pente générale inférieure à deux degrés. L'exigence sur l'angle solaire, liée au jour lunaire, faisait que chaque site n'autorisait qu'un jour de lancement par mois. Le site 2, dans la partie sud de la mer de la Tranquillité, fut retenu, avec les sites 3 et 5 comme solutions de repli.

L'assemblage du lanceur se poursuivit tout l'hiver : le troisième étage S-IVB arriva le 18 janvier 1969, le deuxième étage S-II le 6 février, le premier étage S-IC le 20 février, et l'unité d'instrumentation le 27 février. L'ensemble, pesant 5 443 tonnes, sortit du Vehicle Assembly Building à 12h30 le 20 mai 1969 pour le trajet de cinq kilomètres et demi jusqu'au complexe de lancement 39A. Un essai de démonstration du compte à rebours se déroula du 26 juin au 2 juillet, et le compte à rebours final débuta à 00h00 le 10 juillet, avec des vérifications faisant appel à 43 programmes informatiques ATOLL et un chargement d'hydrogène liquide maintenu juste au-dessus du zéro absolu.

Le matin du lancement, Deke Slayton réveilla l'équipage à 4h00 ; ils se douchèrent, s'habillèrent et prirent le traditionnel petit-déjeuner steak-œufs avec Slayton et le pilote de réserve du module de commande Bill Anders. Ils enfilèrent leurs combinaisons et partirent pour le pas de tir à 6h30. Haise entra dans le module de commande environ trois heures et dix minutes avant le lancement pour exécuter la liste de vérifications ; Armstrong prit place sur le siège gauche à 6h54, suivi de Collins à droite et d'Aldrin au centre. La séquence automatique du compte à rebours démarra à T moins 3 minutes et 20 secondes, avec plus de 450 personnes aux consoles de la salle de tir.

Environ un million de spectateurs suivirent le lancement depuis les routes et les plages voisines. Parmi les invités figuraient le chef d'état-major de l'armée William Westmoreland, quatre membres du cabinet, dix-neuf gouverneurs d'État, quarante maires, soixante ambassadeurs et deux cents membres du Congrès ; le vice-président Spiro Agnew suivait l'événement aux côtés de l'ancien président Lyndon B. Johnson. Quelque 3 500 représentants des médias étaient présents, dont les deux tiers américains et le reste venu de 55 autres pays. Le lancement fut retransmis en direct dans 33 pays, avec environ 25 millions de téléspectateurs aux seuls États-Unis. Richard Nixon le suivit depuis son bureau de la Maison-Blanche avec l'astronaute Frank Borman.

Le Saturn V AS-506 décolla le 16 juillet 1969 à 13h32m00 UTC (9h32 heure de l'Est). À 13,2 secondes de vol, le véhicule entama sa rotation vers un azimut de vol de 72,058 degrés. Les moteurs du premier étage s'arrêtèrent environ 2 minutes et 42 secondes après le décollage, suivis de la séparation du S-IC et de l'allumage du S-II ; le deuxième étage s'arrêta et se sépara vers 9 minutes et 8 secondes, et le S-IVB s'alluma pour la première fois quelques secondes plus tard.

Douze minutes après le décollage, Apollo 11 se trouvait sur une orbite terrestre quasi circulaire d'environ 186 sur 183 kilomètres. Après une orbite et demie — environ deux heures et demie — une seconde combustion du S-IVB réalisa l'injection trans-lunaire : une combustion d'environ 5 minutes et 47 secondes débutant à 16h16m16 UTC. Une demi-heure plus tard, avec Collins aux commandes depuis le siège gauche, eut lieu la manœuvre de transposition, d'amarrage et d'extraction : *Columbia* se sépara de l'étage épuisé, effectua un demi-tour et s'amarra à *Eagle*, encore fixé à la fusée. Une fois le module lunaire extrait, le vaisseau poursuivit vers la Lune tandis que le S-IVB était dirigé sur une trajectoire l'évitant, afin d'écarter tout risque de collision avec le vaisseau, la Terre ou la Lune ; l'effet de fronde du survol lunaire le laissa en orbite solaire.

Le 19 juillet à 17h21m50 UTC, Apollo 11 passa derrière la Lune et alluma le moteur de propulsion du module de service pour entrer en orbite lunaire. Au cours des trente orbites suivantes, l'équipage observa le site d'atterrissage défiler sous lui, dans la partie sud de la mer de la Tranquillité, à environ 19 kilomètres au sud-ouest du cratère Sabine D. Le site avait été choisi en partie parce que les sondes robotiques Ranger 8 et Surveyor 5 ainsi que les Lunar Orbiter l'avaient caractérisé comme relativement plat et lisse : il se trouvait à environ 25 kilomètres au sud-est du point d'atterrissage de Surveyor 5 et à environ 68 kilomètres au sud-ouest du site d'impact de Ranger 8.

À 12h52m00 UTC le 20 juillet, Aldrin et Armstrong entrèrent dans *Eagle* et commencèrent les derniers préparatifs. À 17h44m00, *Eagle* se sépara de *Columbia*. Collins, désormais seul, inspecta le module lunaire alors qu'il tournait lentement devant lui, vérifiant qu'il n'était pas endommagé et que le train d'atterrissage s'était déployé. Armstrong résuma la situation : « Eagle a des ailes. »

Dès le début de la descente, tous deux remarquèrent que les éléments du relief passaient avec deux ou trois secondes d'avance : ils étaient « en avance » et allaient se poser à plusieurs kilomètres à l'ouest du point prévu. *Eagle* allait trop vite. La cause pourrait avoir été les mascons, ces concentrations de masse dans la croûte lunaire qui déforment localement la gravité ; le directeur de vol Gene Kranz émit aussi l'hypothèse d'une pression excessive dans le tunnel d'amarrage ou de la pirouette d'inspection elle-même.

Cinq minutes après le début de la combustion de descente, à 1 800 mètres (6 000 pieds) au-dessus de la surface, l'ordinateur de guidage du module lunaire distrait l'équipage avec la première d'une série d'alarmes de programme 1201 et 1202. Au centre de contrôle de Houston, l'ingénieur informatique Jack Garman indiqua à l'officier de guidage Steve Bales qu'il était sûr de continuer, et ce message fut transmis à l'équipage. Les alarmes signalaient des « dépassements de capacité de l'exécutif » : l'ordinateur ne pouvait accomplir toutes ses tâches en temps réel et devait en reporter certaines. Margaret Hamilton, directrice de la programmation logicielle de l'ordinateur de vol d'Apollo au MIT Charles Stark Draper Laboratory, le résuma plus tard avec précision : reprocher à l'ordinateur les problèmes d'Apollo 11 reviendrait à blâmer la personne qui repère un incendie et appelle les pompiers, car le logiciel avait été programmé pour éliminer les tâches de moindre priorité et rétablir les plus importantes. Loin de forcer un abandon, l'ordinateur en avait empêché un.

Pendant la mission, la cause fut attribuée à un mauvais positionnement du commutateur du radar de rendez-vous, si bien que l'ordinateur traitait simultanément les données du radar de rendez-vous et du radar d'atterrissage. L'ingénieur logiciel Don Eyles conclut dans un article de 2005 que l'origine était un défaut de conception matérielle déjà observé lors des essais du premier module lunaire non habité, sur Apollo 5 : un décalage de phase électrique entre deux éléments du système radar de rendez-vous pouvait faire apparaître à l'ordinateur une antenne pourtant fixe comme oscillant entre deux positions, et le vol de cycles parasite qui en résultait provoquait les alarmes.

Lorsqu'Armstrong regarda de nouveau à l'extérieur, il constata que le système de guidage dirigeait l'engin vers une zone parsemée de blocs rocheux au nord et à l'est d'un cratère de 91 mètres (300 pieds) de diamètre, identifié plus tard comme le cratère West. Il prit les commandes en mode semi-automatique. Il envisagea de se poser en deçà du champ de blocs afin d'y prélever des échantillons géologiques, mais sa vitesse horizontale était trop élevée. Tout au long de la descente, Aldrin annonçait les données de navigation pendant qu'Armstrong pilotait.

Armstrong trouva une zone dégagée et s'y dirigea ; en s'en approchant, à 76 mètres (250 pieds), il constata que ce nouveau site comportait un cratère. À 33 mètres (107 pieds), conscient que le carburant s'épuisait, il décida de se poser au premier endroit possible : il franchit le cratère et trouva une autre zone de terrain plat. Ils se trouvaient à 30 mètres (100 pieds) au-dessus du sol avec quatre-vingt-dix secondes de carburant restant. La poussière soulevée par le moteur commença à brouiller sa perception du mouvement de l'engin, et il se repéra sur de gros rochers émergeant du nuage pour évaluer sa vitesse.

Un voyant indiqua à Aldrin qu'au moins l'une des sondes de 170 centimètres (67 pouces) suspendues aux jambes d'atterrissage avait touché le sol : « Contact light ! » Armstrong était censé couper immédiatement le moteur — les ingénieurs craignaient que la pression de ses propres gaz d'échappement réfléchis par la surface ne le fasse exploser — mais il l'oublia. Trois secondes plus tard, *Eagle* se posa sur la surface et Armstrong coupa le moteur.

*Eagle* atterrit à 20 h 17 min 40 s UTC le dimanche 20 juillet 1969, avec 216 livres (98 kilogrammes) de carburant utilisable restant. Les informations dont disposaient l'équipage et les contrôleurs indiquaient une marge de 25 secondes de vol motorisé avant qu'un abandon sans poser l'appareil cesse d'être sûr ; des analyses ultérieures ont situé le chiffre réel plus près de 50 secondes. Apollo 11 s'est posée avec moins de carburant que la plupart des missions suivantes, et les astronautes reçurent un avertissement de bas niveau prématuré : on découvrit ensuite que le carburant avait davantage clapoté que prévu et découvert un capteur. Des chicanes anti-clapotis furent ajoutées aux réservoirs des missions ultérieures.

Après avoir vérifié la liste de contrôle post-atterrissage, Armstrong répondit à l'officier de communication Charles Duke par ces mots : « Houston, ici Tranquility Base. L'Eagle a atterri » (« Houston, Tranquility Base here. The Eagle has landed »). Ce changement d'indicatif radio non préparé, passant d'*Eagle* à *Tranquility Base*, fit comprendre à tous ceux qui écoutaient que l'atterrissage était accompli. Duke exprima le soulagement du contrôle de mission : « Reçu, Tranquility, on vous a en visuel au sol. Vous avez ici tout un groupe de gars qui étaient sur le point de virer au bleu. On respire de nouveau. »

Deux heures et demie après l'atterrissage, avant de commencer les préparatifs pour sortir, Aldrin demanda par radio à tous ceux qui l'écoutaient de marquer une pause pour méditer sur les événements des dernières heures et rendre grâce chacun à sa manière. Il communia ensuite en privé. La NASA était alors en litige avec la militante athée Madalyn Murray O'Hair, qui exigeait que ses astronautes s'abstiennent de diffuser des activités religieuses depuis l'espace, et c'est pour cette raison qu'Aldrin évita d'en parler directement. Le plan de vol prévoyait une période de sommeil de cinq heures avant la sortie lunaire, mais l'équipage, convaincu qu'il ne dormirait pas, demanda à avancer les préparatifs.

Les préparatifs pour sortir débutèrent à 23 h 43 UTC et durèrent trois heures et demie au lieu de deux : à l'entraînement, tout avait été disposé à l'avance, tandis que la cabine réelle contenait aussi des listes de contrôle, des rations alimentaires et des outils. Six heures et trente-neuf minutes après l'atterrissage, *Eagle* fut dépressurisé.

L'écoutille s'ouvrit à 02 h 39 min 33 s. Armstrong eut quelque difficulté à la franchir avec son sac de survie sur le dos ; certaines des fréquences cardiaques les plus élevées enregistrées chez les astronautes d'Apollo se produisirent précisément lors de ces sorties et entrées. À 02 h 51, il entama sa descente le long de l'échelle à neuf barreaux, incapable de voir ses propres pieds à cause du boîtier de télécommande fixé sur sa poitrine. En descendant, il tira une sangle pour déployer l'ensemble de rangement modulaire d'équipement (MESA) replié contre le flanc d'*Eagle* et pour activer la caméra de télévision.

Apollo 11 utilisait une télévision à balayage lent, incompatible avec la diffusion classique : l'image était affichée sur un moniteur spécial, qu'une caméra ordinaire filmait ensuite, avec la perte de qualité que cela impliquait. Le signal fut reçu à Goldstone aux États-Unis et, avec une meilleure fidélité, à la station de Honeysuckle Creek près de Canberra ; quelques minutes plus tard, la retransmission bascula vers le radiotélescope de Parkes, plus sensible. Malgré les difficultés techniques et météorologiques, les images en noir et blanc atteignirent au moins 600 millions de personnes. Des copies au format de diffusion ont survécu et sont largement disponibles, mais les enregistrements originaux à balayage lent furent très probablement perdus lorsque la NASA réutilisa les bandes magnétiques.

Après avoir décrit la poussière comme « à grain très fin », « presque comme une poudre », à 02 h 56 min 15 s — six heures et demie après l'atterrissage —, Armstrong quitta le patin d'*Eagle* et déclara : « C'est un petit pas pour [un] homme, un bond de géant pour l'humanité » (« That's one small step for [a] man, one giant leap for mankind »). Il avait l'intention de dire « pour un homme », mais l'article n'est pas audible dans la transmission.

Environ sept minutes plus tard, il recueillit un échantillon de sol de précaution avec un sac fixé au bout d'une perche et le rangea dans une poche sur sa cuisse droite : une assurance qu'un peu de sol lunaire reviendrait même si une urgence forçait à écourter la sortie. Douze minutes plus tard, il retira la caméra de télévision du MESA, la balaya du regard et la monta sur un trépied ; le câble resta partiellement enroulé et demeura un risque de chute tout au long de l'activité. Les prises de vue fixes furent réalisées avec un Hasselblad pouvant être tenu à la main ou monté sur la combinaison. Aldrin le rejoignit à la surface et décrivit le paysage en deux mots : « Une magnifique désolation » (« Magnificent desolation »).

Se déplacer dans un sixième de la gravité terrestre était, selon Armstrong, « peut-être même plus facile que les simulations ». Aldrin essaya diverses façons de se déplacer, y compris des bonds de kangourou à deux pieds ; le sac à dos avait tendance à les faire basculer en arrière, mais aucun des deux n'eut de sérieux problèmes d'équilibre, et une démarche bondissante devint la méthode préférée. Il fallait planifier six ou sept pas à l'avance, et le sol fin était glissant. Aldrin remarqua que passer du soleil à l'ombre d'*Eagle* ne changeait rien à la température à l'intérieur de la combinaison, bien que le casque se réchauffât au soleil. Le MESA, à l'ombre, n'offrait pas une surface de travail stable et ralentissait quelque peu les tâches.

Les astronautes plantèrent le mât porte-drapeau lunaire avec le drapeau des États-Unis face à la caméra. Aldrin se souvint que, de toutes les tâches, c'était celle qu'il voulait le plus voir réussir ; mais le mât télescopique ne pénétra que de quelques centimètres dans le sol dur. Craignant qu'il ne s'effondre devant l'audience télévisée, il fit tout de même « un salut impeccable de West Point ».

Avant qu'Aldrin ne puisse photographier Armstrong avec le drapeau, Richard Nixon leur parla lors d'une transmission téléphonique que le président qualifia d'appel le plus historique jamais passé depuis la Maison-Blanche. Nixon avait préparé un long discours ; Frank Borman, présent en tant que représentant de la NASA, le persuada de faire court. Nixon dit qu'en raison de ce qu'ils avaient accompli, les cieux étaient devenus une partie du monde de l'homme, et que, pour un instant inestimable, tous les habitants de la Terre ne formaient véritablement qu'un seul peuple. Armstrong répondit que c'était un honneur d'être là pour représenter non seulement les États-Unis, mais les hommes de paix de toutes les nations.

Armstrong dévoila également la plaque fixée à l'échelle du module lunaire, portant deux dessins de la Terre — les hémisphères occidental et oriental —, les signatures des trois astronautes et du président, et une inscription : « Ici, des hommes de la planète Terre ont posé le pied sur la Lune pour la première fois. Juillet 1969 apr. J.-C. Nous sommes venus en paix pour l'humanité tout entière. »

En raison du risque d'un abandon précoce sur la Lune, les géologues ne parvinrent à convaincre la NASA d'autoriser que des expériences pouvant être mises en place ou achevées en dix minutes. Apollo 11 laissa donc, non pas un ALSEP complet comme les missions ultérieures, mais l'EASEP plus simple : conçu pour être déployé d'un seul geste, le rétroréflecteur laser étant prêt en moins de dix minutes. L'ensemble comprenait une expérience sismique passive, pour mesurer les séismes lunaires, et un rétroréflecteur pour l'expérience de télémétrie laser lunaire. Malgré sa simplicité, le sismomètre était assez sensible pour détecter les mouvements d'Armstrong pendant son sommeil.

Une autre expérience mesurait directement les éléments lourds du vent solaire : une fine feuille d'aluminium déployée à la surface face au Soleil, dans laquelle les particules du vent solaire devaient pénétrer et rester solidement piégées. La feuille fut récupérée après 77 minutes et ramenée sur Terre dans l'une des boîtes à échantillons.

Armstrong marcha 60 mètres (196 pieds) depuis le module lunaire pour photographier le bord du cratère Little West, tandis qu'Aldrin prélevait deux carottes : il utilisa le marteau de géologue pour enfoncer les tubes — la seule fois où le marteau servit durant la mission — et ne parvint pas à pénétrer plus de quinze centimètres (six pouces). Ils recueillirent ensuite des roches à l'aide de pelles et de pinces montées sur des manches télescopiques. De nombreuses tâches prirent plus de temps que prévu, si bien qu'ils cessèrent de documenter la collecte d'échantillons à mi-parcours des 34 minutes imparties, et Aldrin pelleta 6 kilogrammes de sol dans la boîte à roches pour compléter les échantillons.

Le contrôle de mission utilisa une phrase codée pour avertir Armstrong que son rythme métabolique était élevé et qu'il devait ralentir ; comme les rythmes restèrent généralement inférieurs aux attentes, une prolongation de quinze minutes fut accordée au duo. Armstrong expliqua dans un entretien de 2010 que la NASA avait limité la durée et la portée de la première sortie lunaire faute de preuve empirique de la quantité d'eau de refroidissement que les sacs à dos consommeraient pour évacuer la chaleur corporelle.

Les échantillons contenaient deux types de roches, du basalte et de la brèche, et livrèrent trois minéraux jusque-là inconnus : l'armalcolite — nommé d'après Armstrong, Aldrin et Collins —, la tranquillityite et la pyroxferroïte. Les trois ont depuis été retrouvés sur Terre.

Aldrin entra le premier. Avec quelque difficulté, les deux hommes hissèrent jusqu'à l'écoutille, à l'aide d'une poulie à câble plat appelée convoyeur d'équipement lunaire, la pellicule et deux boîtes contenant 21,55 kilogrammes de matériaux de la surface lunaire ; le système se révéla si inefficace que les équipages suivants préférèrent monter le matériel à la main. Une fois à l'intérieur et raccordés au système de survie du module, ils allégèrent l'étage de remontée en se débarrassant des sacs à dos, des surchaussures lunaires, d'un appareil Hasselblad vide et d'autre matériel. L'écoutille se referma à 05 h 11 min 13 s et ils s'installèrent pour dormir.

En se déplaçant dans la cabine, Aldrin endommagea accidentellement le disjoncteur qui devait armer le moteur principal pour le décollage. On craignit qu'ils ne restent bloqués sur la Lune sans lui ; la pointe non conductrice d'un feutre suffit à actionner l'interrupteur.

Après plus de vingt et une heures et demie à la surface, ils y laissèrent — outre les instruments scientifiques — un écusson de mission Apollo 1 en mémoire de Chaffee, Grissom et White ; deux médailles commémoratives pour les cosmonautes soviétiques Vladimir Komarov et Youri Gagarine, morts en 1967 et 1968 ; une bourse contenant une réplique dorée d'un rameau d'olivier, symbole traditionnel de la paix ; et un disque de silicium portant des messages de bonne volonté des présidents Eisenhower, Kennedy, Johnson et Nixon et de dirigeants de 73 pays.

Pendant qu'ils dormaient, à cent kilomètres de là, la sonde soviétique Luna 15 se préparait à descendre. Ses contrôleurs avaient de façon inattendue avancé la manœuvre dans une tentative de ramener des échantillons avant Apollo 11 ; la sonde s'écrasa à 15 h 50 UTC. Environ deux heures plus tard, à 17 h 54 min 00 s UTC, l'étage de remontée d'*Eagle* décolla pour rejoindre Collins. Un film tourné depuis le module lunaire au décollage montre le drapeau — planté à environ huit mètres de l'étage de descente — fouetté violemment par le souffle du moteur ; Aldrin leva les yeux juste à temps pour le voir tomber. Les missions suivantes plantèrent leurs drapeaux plus loin du module.

*Eagle* effectua son rendez-vous avec *Columbia* à 21 h 24 UTC le 21 juillet, et les deux vaisseaux s'arrimèrent à 21 h 35. L'étage de remontée fut largué en orbite lunaire à 23 h 41.

Durant sa journée en solitaire, Collins ne se sentit pas seul. Bien qu'on ait écrit que « depuis Adam, nul être humain n'avait connu une telle solitude », il se considérait comme faisant pleinement partie de la mission : il écrivit dans son autobiographie que l'entreprise avait été conçue pour trois hommes et qu'il jugeait sa propre part aussi nécessaire que celle des deux autres. Pendant les 48 minutes de chaque orbite où la face cachée le privait de tout contact radio avec la Terre, ce qu'il ressentait n'était ni peur ni solitude, mais « conscience, anticipation, satisfaction, confiance, presque de l'exultation ».

L'une de ses premières tâches fut de localiser le module lunaire au sol. Houston lui avait indiqué que l'atterrissage s'était produit, selon eux, à environ 6,4 kilomètres de la cible, mais à chaque passage il chercha en vain. Au troisième passage, juste avant de repasser sur la face cachée, le contrôle de mission le prévint d'un problème de température du liquide de refroidissement : si elle chutait trop, certaines parties de *Columbia* risquaient de geler. Plutôt que de prendre le contrôle manuel et d'appliquer la procédure de panne prescrite, Collins bascula l'interrupteur du système d'automatique à manuel puis de nouveau à automatique, poursuivit ses tâches habituelles et surveilla la température ; de retour sur la face visible, il put annoncer que le problème était résolu.

Sur le chemin du retour, un roulement tomba en panne à la station de poursuite de Guam, menaçant de priver de communications le dernier tronçon du retour. Il n'y avait pas de temps pour une réparation classique, si bien que le directeur de la station, Charles Force, demanda à son fils de dix ans, Greg, d'introduire ses petites mains dans le boîtier pour le garnir de graisse. Armstrong remercia le garçon par la suite.

Pendant ce temps, le capitaine de l'armée de l'air Hank Brandli, qui avait accès à des images classifiées de satellites espions, vit qu'un front orageux se dirigeait vers la zone de récupération : la mauvaise visibilité et les vents violents en altitude auraient « mis les parachutes en lambeaux ». Il alerta le capitaine Willard S. Houston Jr., du centre météorologique de la flotte à Pearl Harbor, qui disposait de l'habilitation nécessaire, et sur la recommandation des deux hommes, le contre-amiral Donald C. Davis conseilla à la NASA de changer la zone de récupération, chacun d'eux mettant sa carrière en jeu. La nouvelle zone se trouvait à 215 milles nautiques (398 kilomètres) au nord-est.

Ce changement modifia le plan de vol et exigea une séquence de rentrée jamais utilisée auparavant : dans une rentrée classique, l'événement P64 était suivi de P67, tandis qu'une rentrée avec ricochet utilisait P65 et P66 ; ici, la rentrée étant allongée sans véritable ricochet, P65 menait directement à P67. La première phase soumit l'équipage à 6,5 g et la seconde à 6,0 g.

Le porte-avions USS *Hornet*, sous le commandement du capitaine Carl J. Seiberlich, avait été désigné navire de récupération principal le 5 juin, en remplacement de l'USS *Princeton*, qui avait récupéré Apollo 10 le 26 mai. Arrivé à Pearl Harbor le 5 juillet, il embarqua des hélicoptères Sikorsky SH-3 Sea King de l'escadron HS-4, des plongeurs de l'UDT, une équipe de récupération de la NASA forte de 35 personnes et environ 120 journalistes. Il appareilla le 12 juillet vers la zone de récupération, dans le Pacifique central.

Avant l'aube du 24 juillet, le *Hornet* lança quatre Sea King et trois Grumman E-1 Tracer. À 16 h 44 UTC, les parachutes stabilisateurs de *Columbia* se déployèrent, et sept minutes plus tard la capsule toucha l'eau à 2 660 kilomètres à l'est de l'atoll de Wake, à 380 kilomètres au sud de l'atoll Johnston et à 24 kilomètres du porte-avions. *Columbia* se retrouva la tête en bas, mais des ballons de flottaison activés par les astronautes la redressèrent en moins de dix minutes ; un plongeur fixa une ancre flottante tandis que d'autres installaient des collerettes de flottaison et des radeaux.

Les plongeurs remirent à l'équipage des combinaisons d'isolement biologique et les aidèrent à monter dans le radeau. La possibilité de rapporter des agents pathogènes de la Lune était jugée peu probable, mais la NASA prit des précautions : les astronautes furent frictionnés avec une solution d'hypochlorite de sodium et *Columbia* fut essuyée à la povidone iodée ; le radeau contenant le matériel de décontamination fut délibérément coulé. Après que l'hélicoptère se fut posé sur le *Hornet* à 17 h 53 UTC, les astronautes parcoururent neuf mètres jusqu'à l'installation de quarantaine mobile, où ils entamèrent la partie terrestre de leurs vingt et un jours d'isolement. Nixon les y accueillit et leur dit qu'en raison de ce qu'ils avaient accompli, le monde n'avait jamais été aussi proche.

*Columbia* fut hissée à bord par la grue du navire et raccordée à l'installation de quarantaine par un tunnel flexible, à travers lequel l'ingénieur John Hirasaki extrait les échantillons, les pellicules et les bandes de données. L'ensemble du matériel récupéré fut acheminé par avion jusqu'à la base aérienne d'Ellington, à Houston, et atteignit le laboratoire de réception lunaire en moins de 48 heures. Le *Hornet* rentra à Pearl Harbor le 26 juillet ; l'installation de quarantaine fut chargée à bord d'un Lockheed C-141 Starlifter et atterrit à Houston le 27, et les astronautes entrèrent dans le laboratoire à 10 h 00 UTC le 28. En vertu de la loi sur l'exposition extraterrestre, promulguée par la NASA le 16 juillet pour codifier son protocole, la quarantaine fut maintenue jusqu'au 10 août 1969, date à laquelle le comité interagences sur la contamination retour libéra l'équipage à Atlanta avec un bilan de santé favorable.

Le 13 août 1969, Armstrong, Aldrin et Collins furent honorés par des défilés sous une pluie de confettis à New York et Chicago, devant environ six millions de personnes ; à New York, le parcours allait de Bowling Green au siège des Nations unies, et Broadway fut rebaptisée « Apollo Way » pour la journée. Ce soir-là, lors d'un dîner d'État à Los Angeles réunissant des membres du Congrès, quarante-quatre gouverneurs et des ambassadeurs de 83 nations, Nixon et Agnew remirent à chaque astronaute la Médaille présidentielle de la liberté. Le 16 septembre, ils s'adressèrent à une session conjointe du Congrès et présentèrent deux drapeaux des États-Unis qui avaient voyagé jusqu'à la surface lunaire à bord d'*Eagle*, l'un pour la Chambre des représentants et l'autre pour le Sénat.

La tournée mondiale de bonne volonté, intitulée « Giant Leap » (Bond de géant), dura 38 jours : elle débuta le 29 septembre à Mexico et s'acheva le 5 novembre 1969 à Tokyo, avec des étapes dans 22 pays — parmi lesquels Bogotá, Buenos Aires, Rio de Janeiro, Madrid, Paris, Amsterdam, Bruxelles, Londres, Berlin-Ouest, Rome, Belgrade, Téhéran, Bombay, Bangkok, Sydney, Guam et Honolulu. À Londres, Élisabeth II les reçut au palais de Buckingham ; à Belgrade, une foule de quatre à cinq cent mille personnes les accompagna de l'aéroport jusqu'à la Tombe du Soldat inconnu.

Marcher sur la Lune et en revenir sain et sauf accomplissait l'objectif que Kennedy avait fixé huit ans plus tôt : pendant l'atterrissage, au contrôle de mission, son discours s'afficha sur les écrans, suivi des mots « MISSION ACCOMPLIE, juillet 1969 ». Avec Apollo 11, les États-Unis avaient remporté la course à l'espace.

Tout le monde ne célébra pas de la même façon. La veille du lancement, des manifestants menés par Ralph Abernathy protestèrent devant le Kennedy Space Center contre le contraste entre les dépenses spatiales et la pauvreté ; l'administrateur Thomas Paine le rencontra et finit par inviter les manifestants à assister au lancement en tant qu'invités. Le poète Gil Scott-Heron écrivit « Whitey on the Moon » en 1970, lisant dans la mission le symbole des inégalités raciales aux États-Unis.

*Columbia* fit le tour des États-Unis, visitant 49 capitales d'État, Washington D.C. et Anchorage ; en 1971, elle passa à la Smithsonian Institution et fut exposée au National Air and Space Museum, dans la salle des Jalons du vol, aux côtés du Wright Flyer, du Spirit of St. Louis, du Bell X-1, du X-15 et de Friendship 7. En 2017, elle fut transférée au hangar de restauration du Steven F. Udvar-Hazy Center pour être préparée pour la tournée « Destination Moon ». L'étage de descente d'*Eagle* demeure sur la Lune : en 2009, le Lunar Reconnaissance Orbiter photographia les sites d'atterrissage avec une résolution suffisante pour distinguer les étages de descente, les instruments et les traces de pas des astronautes. On suppose que l'étage de remontée, dont la trajectoire ne fut pas suivie après largage, s'est écrasé en un point inconnu, bien qu'un article publié en 2021 avance qu'il pourrait encore se trouver en orbite.

Parmi les expériences, le sismomètre passif cessa de recevoir des commandes le 25 août 1969 et perdit sa liaison descendante le 14 décembre ; le rétroréflecteur laser, en revanche, reste opérationnel en 2025 et continue de mesurer la distance Terre-Lune un demi-siècle plus tard. Les roches sont conservées au Lunar Sample Laboratory Facility du Johnson Space Center, avec une collection plus réduite à White Sands : plus d'une centaine de laboratoires dans le monde les étudient, et environ cinq cents échantillons sont préparés et envoyés chaque année à des chercheurs. En novembre 1969, Nixon demanda à la NASA de préparer environ 250 présentoirs commémoratifs contenant de la poussière lunaire d'Apollo 11 et des drapeaux destinés à 135 nations, aux cinquante États et aux Nations unies.

Les moteurs F-1 du premier étage qui lança Apollo 11 furent localisés sur les fonds de l'Atlantique en 2012 par une équipe financée par Jeff Bezos, et en juillet 2013 un restaurateur découvrit sous la rouille un numéro de série que la NASA confirma comme étant celui d'Apollo 11. L'étage S-IVB, qui avait effectué l'injection trans-lunaire, demeure sur une orbite solaire proche de celle de la Terre.