Little Joe 6

Lorsque le Space Task Group entreprit de concevoir la capsule Mercury, il se heurta à un problème qu'aucun banc d'essai ne pouvait résoudre : il fallait démontrer que l'astronaute pouvait survivre à une explosion du lanceur au pire moment possible, celui de la charge aérodynamique maximale. Reproduire cette condition exigeait de voler pour de bon, et de voler souvent. Utiliser un Redstone ou un Atlas pour chaque essai était coûteux et lent ; les ingénieurs de Langley proposèrent donc un véhicule délibérément rudimentaire : propulsion solide, équipements déjà éprouvés, aucun système électronique de guidage et de contrôle, et des performances proches de celles que le Redstone offrirait avec la capsule au sommet. Il revenait à environ un cinquième du coût de base du Redstone, coûtait bien moins cher à exploiter et, surtout, pouvait être lancé depuis les installations déjà existantes de Wallops Island, sans entrer en concurrence pour les pas de tir de Cap Canaveral.

Le nom est né des plans. Les premiers dessins montraient quatre trous pour les moteurs principaux, et quelqu'un y vit le double deux des dés : « Little Joe », le coup gagnant au craps. Quatre cercles plus petits furent ensuite ajoutés pour les moteurs Recruit, ainsi que les quatre grandes ailerons stabilisatrices qui dépassaient du fuselage, mais le surnom était déjà resté.

Little Joe fut l'un des premiers lanceurs opérationnels construits selon le principe du groupe de moteurs. Il embarquait quatre Sergeant modifiés — appelés Castor ou Pollux selon la modification — et quatre Recruit supplémentaires, disposés pour s'allumer selon des séquences différentes en fonction des exigences de chaque mission, de sorte que la poussée au décollage variait beaucoup d'un vol à l'autre. La poussée maximale de conception avoisinait les 230 000 livres. Cela suffisait, en théorie, à lancer un engin d'environ deux tonnes sur une trajectoire balistique de plus de cent milles d'altitude et à reproduire l'environnement de décollage qu'un Atlas habité imposerait à la capsule.

En l'absence de guidage, toute asymétrie de poussée devenait un problème de stabilité, et c'est pourquoi la conception fut rapidement retouchée : les tuyères des moteurs orientées vers l'avant passèrent d'une configuration droite à une configuration inclinée afin de minimiser le risque de basculement en cas d'allumage inégal. La seconde modification importante fut l'ajout d'un système de destruction du propulseur. La sécurité du champ de tir exigeait de pouvoir mettre fin sur ordre à la poussée des unités principales, et Charles H. McFall et Samuel Sokol, de Langley, conçurent un système d'éclatement que North American et Thiokol Chemical Corporation, fabricants des composants des moteurs, montèrent à l'extrémité avant de chaque chambre de combustion. Ce système, ajouté presque comme une contrainte administrative, allait devenir l'un des objectifs déclarés de LJ-6.

Le 21 août 1959, à Wallops, un Little Joe était prêt pour la première tentative d'essai d'éjection en pression dynamique maximale. À trente-cinq minutes du lancement, alors que la zone était évacuée et que les batteries du programmateur et du système de destruction étaient en charge, un éclair changea tout : lorsque la fumée se dissipa, seul l'ensemble capsule-tour avait décollé, selon une trajectoire semblable à celle d'un abandon de vol depuis le pas de tir. Le propulseur et l'anneau de fixation de l'adaptateur étaient restés intacts sur le lanceur. Ce vol fut enregistré comme Little Joe 1 et comme un échec, laissant au programme un propulseur intact mais jamais éprouvé, et le sentiment gênant de ne pas savoir si le lanceur fonctionnait.

La réponse fut de revoir l'ambition à la baisse. Le 4 octobre 1959, on fit voler le même propulseur resté au sol en août, cette fois avec ce que l'histoire officielle du programme décrit comme un double mannequin : une maquette boilerplate de la capsule sans instrumentation et un système d'éjection inerte. L'objectif, bien plus modeste que celui d'août, était de démontrer la fiabilité de l'ensemble du groupe propulsif. Les quatre moteurs Pollux et les quatre Recruit plus petits étaient programmés pour s'allumer en séquence.

C'est le trait qui distingue LJ-6 de presque tous ses frères de série. Les autres vols Little Joe existaient pour éprouver la tour d'éjection et la capsule dans des conditions extrêmes ; LJ-6 existait pour éprouver le véhicule qui allait mener ces essais. C'était, dans le jargon du programme, un vol de qualification du banc d'essai, non du sujet testé. D'où une charge utile délibérément muette : sans instrumentation, sans éjection active, sans séparation de capsule et sans récupération prévue.

La chronologie officielle du projet énumère avec précision ce qui était recherché : vérifier l'intégrité du fuselage et du système de moteurs du lanceur ; vérifier le bon fonctionnement du pas de tir ; vérifier la validité des corrections de vent calculées ; obtenir des données de performance et de traînée aérodynamique ; et vérifier le fonctionnement du système de destruction. Aucun de ces cinq points ne concerne la survie de l'astronaute, et tous sont des conditions préalables pour que les vols qui, eux, la mettaient à l'épreuve, aient un sens.

L'objectif des corrections de vent mérite une remarque. Un lanceur sans guidage tiré depuis un pas de tir orientable ne peut compenser le vent en altitude qu'en visant différemment avant l'allumage : le calcul de cette correction était en soi une technique à valider en vol. Et l'objectif de destruction impliquait, par définition, de détruire le véhicule : LJ-6 fut planifié dès le départ pour ne pas revenir.

L'ensemble mesurait environ 55 pieds de haut et pesait vingt tonnes au décollage. Il grimpa jusqu'à un apogée juste en dessous de quarante milles selon l'histoire officielle du programme, et de 37,12 milles terrestres selon la chronologie du projet, avec une portée de 79,4 milles terrestres. La vitesse maximale fut de 3075 milles par heure et la pression dynamique maximale de 3400 livres par pied carré ; l'accélération maximale atteignit 5,9 g. La charge utile déclarée était de 1134 kilogrammes.

Environ deux minutes et demie après le décollage, et en tout cas bien après l'apogée, les charges de destruction embarquées s'activèrent correctement et le véhicule se désintégra comme prévu. Les débris retombèrent à plus de soixante-dix milles de Wallops Island ; la chronologie du projet indique une portée totale de 79,4 milles. Rien ne fut récupéré, et rien n'était prévu pour l'être. Le vol complet dura cinq minutes et dix secondes.

Il y eut une défaillance, et elle fut consignée : les deux moteurs Pollux qui devaient s'allumer lors du second groupe s'allumèrent avant l'instant exact prévu. L'effet sur la trajectoire fut minime. L'effet sur la structure, en revanche, fut plus important que prévu, car le véhicule dut supporter un régime de charges plus sévère que celui de l'essai conçu, et comme l'essai était précisément structurel, l'anomalie finit par jouer en sa faveur : on démontra plus que ce qu'on cherchait à démontrer. C'est pourquoi LJ-6 est à la fois décrit comme un lancement réussi dans la chronologie et classé comme partiellement réussi dans les bilans des missions non habitées de la NASA. Les deux affirmations sont vraies selon ce que l'on mesure : le véhicule a rempli sa mission, la séquence non.

Le lanceur ayant été validé, l'équipe de supervision de la NASA — John C. Palmer, de Wallops ; Roland English, James Mayo, Clifford Nelson et Charles McFall, de Langley ; ainsi que William M. Bland et Robert O. Piland, du Space Task Group — se mit à préparer la véritable tentative : vérifier le bon fonctionnement du système d'abandon et d'éjection en conditions de charge maximale. La région dite du max q, cette portion de la trajectoire où la vitesse relative entre le véhicule et l'atmosphère produit la plus grande résistance de l'air, était le point critique que Little Joe existait pour reproduire, et Little Joe comme le Mercury-Atlas devaient connaître des pressions dynamiques comparables.

Cette tentative eut lieu quelques semaines plus tard avec Little Joe 1A, puis avec Little Joe 2, Little Joe 1B, Little Joe 5, Little Joe 5A et Little Joe 5B, déjà avec des capsules de production McDonnell au lieu de boilerplates. Au total, Little Joe vola huit fois entre 1959 et 1961 depuis Wallops Island, avec six succès et deux échecs. LJ-6 fut le vol qui transforma ce groupe de moteurs en un outil digne de confiance.

Le numéro prête à confusion. LJ-6 ne fut pas le sixième vol de la série mais le premier que le propulseur Little Joe accomplit réellement, et sa désignation lui fut attribuée après coup : l'histoire officielle du programme indique littéralement que cet essai « fut plus tard connu sous le nom de Little Joe 6 ». La numérotation de la série correspond à l'attribution des véhicules et des configurations d'essai, non à l'ordre chronologique des vols, ce qui se répète dans le reste de la famille, avec des désignations comme 1A, 1B, 5A et 5B intercalées dans le calendrier. En lisant tout tableau de la série, il convient de trier par date plutôt que par numéro.