Little Joe 1A

L'histoire de Little Joe 1A commence par un échec qui ne lui est pas imputable. Le 21 août 1959, à Wallops Island, la NASA comptait les heures avant le premier lancement programmé d'un véhicule Little Joe. Trente-cinq minutes avant l'heure prévue, l'évacuation de la zone suivait son cours et l'on chargeait les batteries du programmateur et du système de destruction du propulseur. Une demi-heure avant le lancement, un éclair se produisit. Lorsque la fumée se dissipa, il devint évident que seul l'ensemble capsule-tour avait été propulsé, selon une trajectoire semblable à celle d'un abandon depuis la rampe ; le propulseur et l'anneau de fixation de l'adaptateur restaient intacts sur le lanceur. Près de l'apogée, à environ 2 000 pieds, l'anneau reliant la tour à la capsule se libéra et la petite fusée pyrotechnique d'éjection de la tour s'alluma. La capsule retomba à environ 2 000 pieds du point de lancement.

Le rapport d'accident, publié le 18 septembre 1959, imputa l'allumage prématuré de la fusée de sauvetage à une fuite électrique, ce que les ingénieurs de missiles appelaient des transitoires ou « tensions fantômes » dans un circuit de relais. La défaillance fut localisée dans une bobine. Le vol, catalogué LJ-1, dura environ vingt secondes, atteignit quatre dixièmes de mille terrestre d'altitude et retomba à un demi-mille du lanceur. Rien de ce que l'on voulait mesurer ne fut mesuré.

Ce que l'on voulait mesurer était le cœur même du système de sécurité de Mercury. L'objectif de LJ-1 était de déterminer comment se comportait la fusée de sauvetage dans les conditions de charge dynamique les plus sévères prévues lors d'un lancement Mercury-Atlas : l'instant où l'ensemble traverse la pression dynamique maximale, le point où une séparation d'urgence est la plus difficile et la plus dangereuse. Sans cette donnée, aucun astronaute ne pouvait monter à bord d'un Atlas avec la garantie que la tour l'en sortirait. L'essai resta en suspens et dut être répété. Cette répétition s'appela Little Joe 1A.

Le véhicule Little Joe fut conçu précisément pour cela. Sa réunion avec les soumissionnaires eut lieu le 21 octobre 1958, dans le cadre de la phase de développement du projet de satellite habité. C'était une fusée délibérément simple : 48 pieds de hauteur, 6,66 pieds de diamètre, un poids maximal de 41 330 livres et une grappe de huit moteurs à propergol solide — quatre Pollux et quatre Recruit — capables de développer 250 000 livres de poussée et de soulever une charge maximale de 3 942 livres. Sans turbopompes, sans ergols cryogéniques, sans les semaines de préparation d'un Atlas : elle était montée sur un lanceur à Wallops Island et tirée.

Son économie était une vertu de programme, non un détail comptable. Le développement complet de Little Joe fut financé par des fonds transférés au centre de recherche Langley, pour un montant que la chronologie même du programme consigne comme coût total du développement, une fraction infime de ce que coûtait chaque essai avec un missile opérationnel. En contrepartie, Little Joe pouvait reproduire le profil de pression dynamique d'une ascension Mercury-Atlas pendant les secondes qui comptaient, les seules qui comptaient pour tester la tour de sauvetage. La NASA pouvait se permettre d'en perdre un et de recommencer, et c'est exactement ce qui se produisit avec LJ-1.

Wallops Island apportait l'autre moitié de l'équation : une installation appartenant à l'agence elle-même sur la côte de Virginie, avec l'Atlantique devant elle pour la récupération et sans la concurrence pour les rampes et les fenêtres de tir de Cap Canaveral. Tous les vols de la série Little Joe de Mercury en sont partis.

Little Joe 1A vola avec une liste d'objectifs formels plus ambitieuse que le simple « répéter LJ-1 ». Le premier et principal était d'exécuter un abandon planifié de l'engin par rapport au propulseur à la pression dynamique maximale prévue lors de l'ascension d'un Mercury-Atlas. Les autres profitaient du vol pour accumuler des données : obtenir des informations supplémentaires de fiabilité sur le fonctionnement du parachute de freinage et du parachute principal de Mercury ; étudier le comportement de l'engin à l'impact avec l'eau ; gagner de l'expérience opérationnelle dans la récupération d'une capsule flottante au moyen d'un navire de surface ; obtenir davantage d'expérience et de confiance dans le système de coupure de poussée télécommandée du propulseur ; et récupérer le moteur de sauvetage et la tour pour les examiner.

Cette liste en dit long sur la philosophie du programme en 1959. Un vol inhabité de huit minutes ne se consacrait pas à une seule question : on lui accrochait toutes celles qui pouvaient tenir, car chaque lancement était coûteux en calendrier même s'il était bon marché en argent. Récupérer le moteur de sauvetage et la tour, en particulier, était une conséquence directe du désastre d'août : après un allumage spontané attribué à un circuit électrique, avoir le matériel de retour au banc d'essai avait autant de valeur que la télémétrie.

La charge utile était une capsule boilerplate, un modèle structurel du vaisseau Mercury dépourvu des systèmes de vol habité, et le propulseur était le troisième Little Joe construit. Il n'y avait ni équipage ni primate à bord.

Le lancement eut lieu le 4 novembre 1959 depuis la rampe de Wallops Island. La séquence planifiée était la suivante : après le décollage, le système de détection de pression devait émettre un signal dès que la pression dynamique d'abandon prévue serait atteinte, environ trente secondes après le lancement. Ce signal se traduisait par une impulsion électrique actionnant les boulons explosifs chargés de séparer l'engin du propulseur et qui, simultanément, activait l'initiateur du moteur de sauvetage. Dans des conditions normales, la capsule et la tour devaient être propulsées vers l'avant à l'instant de charge aérodynamique maximale, exactement ce que ferait le système si un Atlas venait à défaillir avec un astronaute à bord.

Jusqu'à la séparation, tout fonctionna comme prévu. Le capteur détecta la condition, l'impulsion partit, les boulons explosifs agirent et l'engin se détacha du propulseur. L'initiateur du moteur de sauvetage s'activa également. Mais la pression ne monta dans le moteur qu'après plusieurs secondes. Le temps que le moteur de sauvetage pousse réellement, la capsule ne se trouvait plus au point de pression dynamique maximale : la manœuvre d'abandon, qui était la mission principale du vol, s'exécuta à une pression dynamique trop faible.

Les chiffres du vol le montrent clairement. La pression dynamique maximale enregistrée fut de 168 livres par pied carré, alors que l'on voulait reproduire l'environnement d'environ 1 000 livres par pouce carré caractéristique de l'ascension d'un Atlas. L'accélération maximale atteignit 16,9 g. La capsule atteignit une altitude de 9 milles terrestres — 47 520 pieds — et une portée de 11,50 milles terrestres, avec une vitesse maximale de 2 021,6 milles à l'heure, soit 2 040 pieds par seconde par rapport à la Terre et 2 965 pieds par seconde par rapport à l'espace. Le vol complet dura huit minutes et onze secondes.

En dehors de l'anomalie du moteur de sauvetage, la chronique du vol est remarquablement ennuyeuse, et c'était une bonne nouvelle. Tous les autres événements, du lancement à la récupération, se produisirent sans incident. Le parachute de freinage et le parachute principal fonctionnèrent et fournirent les données de fiabilité recherchées ; la capsule survécut à l'impact avec l'eau, flotta et fut récupérée par un navire de surface, accomplissant ainsi l'exercice de récupération maritime ; et le système de coupure de poussée télécommandée du propulseur ajouta une exécution réussie de plus à son historique.

La NASA classa la mission comme un succès partiel. Cette qualification est exacte et il convient de bien la comprendre : ce ne fut ni une défaillance du véhicule ni de l'engin, ni un accident. Ce fut un essai exécuté intégralement mais au mauvais point de la trajectoire, de sorte que la question motivant le vol — la tour de sauvetage résiste-t-elle et fonctionne-t-elle sous la charge aérodynamique d'un Atlas ? — resta sans réponse. Dans la description ultérieure de l'agence elle-même, bien que le lancement et la récupération aient été satisfaisants, les chercheurs ne purent pas tester le système de sauvetage dans les charges aérodynamiques maximales lors de ce vol.

C'est pour cette raison que la répétition de l'essai fut programmée. Elle eut lieu le 21 janvier 1960 avec Little Joe 1B, un vol au profil presque identique : 49 104 pieds d'altitude, 11,70 milles terrestres de portée, la même vitesse maximale de 2 021,6 milles à l'heure et une durée de huit minutes et trente-cinq secondes. La chaîne des vols Little Joe se poursuivit ensuite avec LJ-2 le 4 décembre 1959 — un abandon planifié à haute altitude, autour de 96 000 pieds, juste avant l'extinction des moteurs principaux du propulseur, avec un macaque rhésus à bord pour mesurer les effets physiologiques de l'accélération et de l'apesanteur — puis, en 1960 et 1961, avec LJ-5, LJ-5A et LJ-5B, de nouveau consacrés à l'abandon à pression dynamique maximale, cette fois avec des vaisseaux Mercury de production au lieu de maquettes structurelles.

Cette insistance mesure la difficulté réelle du problème. Entre LJ-1, LJ-1A, LJ-1B, LJ-5, LJ-5A et LJ-5B, le programme consacra six vols à une seule et unique question : vérifier que la tour pouvait extraire l'astronaute d'une fusée dans la pire seconde possible. Aucun de ces vols n'emmena personne nulle part, et tous furent une condition préalable pour que quelqu'un puisse y aller.

Little Joe 1A occupe une place inconfortable dans les listes du programme : c'est le vol qu'il fallut faire parce que le précédent n'avait pas décollé, et qu'il fallut répéter parce que le moteur de sauvetage s'était allumé trop tard. Pourtant, son bilan réel est meilleur que son étiquette. Il ramena le système de sauvetage à un vol complet après la frayeur d'août 1959, valida la séparation par boulons explosifs, ajouta des données de parachute, d'impact et de flottaison, exerça la récupération par navire et confirma le fonctionnement de la coupure de poussée télécommandée. Tout cela passa à l'actif et n'eut plus besoin d'être redémontré.

Vu depuis la fin de la série, l'évaluation de la NASA sur l'ensemble est celle qui convient : les lancements ultérieurs furent satisfaisants et le programme Little Joe démontra que le concept général du système Mercury était solide. LJ-1A n'est pas l'essai qui a clos cette question, mais c'est le vol par lequel le programme s'est remis en marche après son premier revers public, et celui qui a permis d'identifier avec précision le seul point qui restait à vérifier.