Mercury-Atlas 3

Quand MA-3 arriva sur le pas de tir, le programme Mercury avait résolu la moitié de son problème et l'autre restait en suspens. La capsule était déjà passée par les abandons de mission de la série Little Joe, par l'essai de sauvetage depuis la plage et par Mercury-Atlas 2, qui en février 1961 avait démontré l'intégrité de la structure, du bouclier ablatif et des tuiles du corps arrière lors d'une rentrée consécutive à un abandon critique. Ce qui restait à démontrer, c'était le lanceur. L'Atlas était un missile balistique intercontinental converti en fusée habitée, et cette transformation exigeait d'intervenir sur presque tous ses systèmes : un missile conçu pour projeter une ogive ou un satellite n'embarquait rien de prévu pour protéger un passager.

Mercury-Atlas 1 avait été perdu à l'ascension en juillet 1960, et l'analyse qui avait suivi avait obligé à redessiner la paroi du réservoir d'oxygène liquide. Entre-temps, l'engagement politique et technique du programme restait entier : placer un astronaute en orbite. MA-3 était l'essai préalable à ce vol, avec le vaisseau équipé comme s'il transportait un occupant, un simulateur mécanique prenant sa place. L'objectif, dans la formulation de la NASA, était un essai rapide de l'association vaisseau-Atlas en orbite.

La capsule affectée à MA-3 fut le vaisseau Mercury numéro 8, livré au centre de lancement le 18 novembre 1960. Il passa vingt-trois semaines de préparation au Cap avant de voler, une période longue même pour les standards de ces premiers vols, où chaque vaisseau arrivait avec des systèmes encore en évolution et quittait le pas de tir avec des listes de modifications en attente. Le vaisseau emportait le simulateur mécanique d'équipage — l'« astronaute mécanique » — et l'équipement normal d'une mission orbitale ; aucun animal n'était à bord, contrairement à MR-2 avec Ham ou, plus tard, à MA-5 avec Enos.

Le lanceur prévu à l'origine pour MA-3 était l'Atlas 77D, qui avait passé son inspection de sortie d'usine en septembre 1960. Peu après arrivèrent les conclusions de l'examen postérieur au vol de MA-1, et le 77D, à peau fine, fut retiré et remplacé par le 100-D. Ce changement fit du 100-D le premier Atlas à peau épaisse livré au programme : sur Big Joe et MA-1, seul le réservoir de carburant avait une tôle renforcée, tandis que celui d'oxygène liquide conservait l'épaisseur du missile de série, et après la perte de MA-1 la NASA conclut que cette épaisseur était insuffisante. Le lanceur de MA-2 (67D), encore à peau fine, avait dû partir avec une bande de renfort en acier à la jonction entre la capsule et la fusée ; le 100-D n'en avait plus besoin.

Le 100-D inaugura en outre un boîtier de télémétrie transistorisé qui remplaçait l'équipement à tubes à vide utilisé jusque-là sur les Atlas, volumineux, gourmand en énergie et dont le signal se dégradait pendant le lancement. La nouvelle unité avait été conçue pour l'Atlas-Centaur et fut rapidement adaptée au programme Mercury.

MA-3 fut le premier Mercury-Atlas à voler avec une tour de sauvetage active. Big Joe et MA-1 avaient volé sans tour — et dans le cas de MA-1, on soupçonna que son absence avait modifié le profil aérodynamique de l'ensemble —, et MA-2 avait emporté une tour factice. Le système de sauvetage était identique sur les vols Redstone et Atlas ; ce qui différait entre les deux, c'était le système de détection d'abandon, beaucoup plus complexe sur l'Atlas du fait qu'il s'agissait d'un véhicule plus grand, à cinq moteurs, dont deux largables en vol, doté d'un guidage plus sophistiqué et de réservoirs pressurisés qui s'effondraient s'ils perdaient leur pression.

Ce système, l'Abort Sensing and Implementation System (ASIS), surveillait une courte liste de paramètres choisis parmi les modes de défaillance les plus probables des Atlas de la série D : écart excessif de trajectoire, chute de la poussée ou de la pression hydraulique, perte de pression dans les réservoirs, indices de défaillance structurelle de la cloison intermédiaire, coupure du système électrique de la fusée ou arrêt de l'ASIS lui-même. Il était conçu avec une redondance délibérée : si l'ASIS tombait en panne, la perte d'alimentation déclenchait à elle seule l'abandon. Il avait volé lors de plusieurs essais du missile et, sur MA-1, en boucle ouverte, capable de générer le signal d'abandon mais pas d'ordonner la coupure de la propulsion. Sur MA-3, il fonctionna pour la première fois en boucle fermée.

Le décollage eut lieu à 11h15 du matin, heure de l'Est, depuis le complexe 14 de la base de l'Air Force de Cap Canaveral. L'ascension fut normale jusqu'à environ vingt secondes de vol, le moment où devait débuter la séquence de tangage et de roulis. Cette manœuvre devait transformer la trajectoire verticale initiale en une trajectoire plus inclinée, menant l'Atlas au large, au-dessus de l'Atlantique. Cela ne se produisit pas : la fusée continua de monter tout droit.

Dans la salle de contrôle, l'officier de dynamique de vol Tec Roberts signala l'absence de programme de roulis et de tangage, et la conséquence fut immédiate pour tous les présents, comme s'en souvint plus tard le directeur de vol Gene Kranz : un Atlas qui montait à la verticale menaçait le Cap lui-même et les communautés voisines, et plus il monterait avant d'exploser, plus large serait l'empreinte des débris sur la zone. L'officier de sécurité des vols confirma l'absence de la manœuvre, découvrit le bouton de destruction et accorda à la fusée quelques secondes pour se redresser et se diriger vers l'Atlantique. Elle n'en profita pas. L'ordre de destruction fut transmis quand l'engin franchit les limites du couloir de sécurité ; le radar signala ensuite qu'il suivait plusieurs cibles, signe non équivoque que le lanceur s'était brisé en morceaux.

La tour de sauvetage s'activa à l'instant même où l'ordre de destruction fut envoyé et sépara le vaisseau numéro 8 de la fusée. La capsule monta jusqu'à un apogée de 7,2 kilomètres et retomba à seulement 1,8 kilomètre du point de lancement ; son vol complet dura 7 minutes et 19 secondes, la quasi-totalité sous parachute. Un hélicoptère CH-37 du Corps des Marines des États-Unis la récupéra dans l'Atlantique environ vingt minutes après le décollage.

Pour l'équipe Mercury, ce fut la seule consolation de la journée : l'échec du lanceur se transforma en un essai non planifié du système de sauvetage, et le système répondit présent. La mission fut néanmoins consignée comme un échec, et le résumé du centre de lancement l'écrivit sans détour : lancée et abandonnée, objectifs non atteints.

Le 17 mai 1961 fut constituée une commission d'enquête chargée de déterminer la cause de la défaillance du lanceur de MA-3. La commission examina plusieurs pistes et, à partir de la révision des données d'essai, en isola trois comme causes probables. L'analyse de la télémétrie situa rapidement l'origine dans le système de guidage, sans pouvoir préciser la panne : tout indiquait que le programmeur du missile s'était complètement éteint peu après le décollage, ou avait subi une coupure d'alimentation suivie d'un redémarrage, sans parvenir à exécuter la séquence de tangage et de roulis.

Deux mois après le vol, le programmeur de l'Atlas fut retrouvé enfoui dans la vase d'une plage non loin du pas de tir et put être examiné. L'examen ne trancha pas la cause avec certitude — on évoqua une contamination des broches du programmeur lui-même et un transitoire de tension qui l'aurait réinitialisé —, mais il révéla quelque chose de plus gênant : l'ensemble présentait plusieurs défauts de conception sérieux qu'il fallut corriger. La conséquence pratique fut que le vol de qualification orbitale non habité fut retardé de plusieurs mois, jusqu'en septembre.

Le vaisseau numéro 8, récupéré en mer, fut remis en état et revint au centre de lancement le 11 mai 1961 sous la désignation 8A, déjà affectée à Mercury-Atlas 4. Après dix-huit semaines de préparation, il vola le 13 septembre 1961 dans la même configuration, cette fois sur l'Atlas 88-D. MA-4 emportait une instrumentation spéciale de vibration et de bruit ainsi qu'un simulateur mécanique d'équipage en plus de l'équipement normal du vaisseau, et devint le premier vaisseau Mercury à atteindre l'orbite terrestre : apogée de 123 milles nautiques et périgée de 86, selon la chronologie du programme. Au bout d'une orbite, la minuterie de bord déclencha les rétrofusées et la capsule amerrit. Le résumé du centre de lancement le consigne comme un vaisseau remis en état et volé dans la même configuration, mission réussie.

Que la même capsule, arrachée à un Atlas en pleine destruction, soit parvenue cinq mois plus tard à l'orbite résume bien la méthode de ce programme : on récupérait le matériel, on le réparait, on le refaisait voler, et chaque échec devenait une liste de corrections. MA-3 n'atteignit aucun de ses objectifs, mais laissa trois choses au programme : la certitude que la tour de sauvetage fonctionnait en conditions réelles, un catalogue des défauts du programmeur de l'Atlas, et une capsule intacte pour effectuer le vol que MA-3 n'avait pas pu accomplir.