Mercury-Redstone 1

La fusée qui devait faire ses débuts sur MR-1 n'était pas née pour transporter des personnes. Le développement du missile Redstone débuta juste après le transfert de l'équipe de fuséologie de Fort Bliss à Huntsville, en Alabama, en 1950, et s'appuya sur deux héritages : le projet Hermes C-1 de l'armée et l'expérience allemande accumulée avec le V-2. En juillet 1950, le centre des missiles guidés de l'armée recommanda de poursuivre avec le missile proposé et le moteur North American XLR43-NA-1 ; le contrat de modification de ce moteur fut attribué le 27 mars 1951, le programme de développement débuta le 1er mai de cette même année et, le 8 avril 1952, le nouveau missile reçut le nom de Redstone. Chrysler reçut la lettre de contrat en tant que contractant principal de production le 28 octobre 1952.

Le Redstone fut conçu comme un missile balistique sol-sol avec une portée initiale de 500 milles, réduite par la suite à 200. Son moteur, le NAA 75-110, dérivait du XLR43-NA-1 à propergol liquide conçu à l'origine pour le projet Navaho de l'US Air Force. La division Rocketdyne de North American Aviation reçut la charge de l'améliorer pour permettre une augmentation de charge utile de 3 000 à 6 900 livres, d'où la désignation, qui faisait référence à 75 000 livres de poussée. Les améliorations successives produisirent sept types de moteur, désignés A-1 à A-7, qui atteignirent une performance finale de 78 000 livres de poussée pendant 117 secondes, avec une chambre de combustion cylindrique au lieu de la chambre sphérique du V-2.

Le fuselage fut développé en interne par la division de développement des missiles guidés de l'armée, avec Chrysler comme contractant principal. William A. Mrazek, vétéran de Peenemünde, prit la tête d'une structure formée de réservoirs de propergol pressurisés en aluminium ; la queue était une structure rivetée en aluminium à quatre ailerons stabilisateurs et gouvernes aérodynamiques, avec des aubes en carbone introduites dans le jet d'échappement. Le premier vol d'essai du Redstone eut lieu le 20 août 1953 à Cap Canaveral, et son déploiement opérationnel arriva le 18 juin 1958. Entre août 1953 et novembre 1958, 37 missiles Redstone furent tirés et seuls 13 subirent un dysfonctionnement quelconque : c'était, pour les standards de l'époque, une fusée connue et fiable, et ce fut exactement la raison pour laquelle la NASA s'y intéressa.

Le 7 octobre 1958, la NASA organisa formellement le Projet Mercury avec trois objectifs : mettre une capsule habitée en orbite autour de la Terre, étudier la réaction de l'être humain à ce nouvel environnement et récupérer en toute sécurité la capsule et le pilote. La veille, un accord provisoire avait été conclu avec le commandement des missiles de l'armée, par lequel celui-ci fournirait dix Redstone et trois Jupiter au programme habité. Le 8 janvier 1959, la NASA transféra les fonds pour huit Redstone et l'Agence des missiles balistiques de l'armée, l'ABMA, lança la planification de la production du Mercury-Redstone. En janvier 1959, les fonds parvinrent au commandement des missiles de l'arsenal et Wernher von Braun plaça Joachim P. Kuettner à la tête du bureau du projet Mercury-Redstone.

Convertir un missile balistique en un véhicule apte à transporter des personnes ne fut pas un travail mineur. Les exigences comprenaient le lancement d'une charge utile de deux tonnes vers un apogée de 100 milles nautiques et, surtout, le respect de critères exigeants de sécurité au lancement, de prise en compte des facteurs humains et de marges de performance. Une décision clé fut d'adopter la variante Jupiter C du Redstone comme base : sa conception incorporait un réservoir de propergol allongé de six pieds, une structure globalement plus légère et une performance améliorée capable de 78 000 livres de poussée. Les réservoirs allongés donnaient au véhicule un temps de combustion de 143,5 secondes, vingt secondes de plus que le Redstone d'origine. Comme la configuration Mercury-Redstone se révélait aérodynamiquement moins stable, il fallut ajouter du lest dans le compartiment instruments.

Le 1er juillet 1960, un noyau de personnel de l'ABMA passa de l'armée à la NASA, créant ainsi formellement le Marshall Space Flight Center, qui assuma la responsabilité globale des lanceurs Mercury-Redstone. En octobre de cette année-là, un rapport de situation sur la participation de Marshall à Mercury indiquait que les deux premiers Mercury-Redstone avaient été assemblés par le centre lui-même, avec de nombreux composants fabriqués sur place, et que Chrysler en avait assemblé six autres. Sur les huit véhicules, les quatre premiers étaient déjà passés par l'essai statique, et le premier Mercury-Redstone se trouvait déjà sur le pas de tir de Cap Canaveral après un contrôle de compatibilité entre capsule et propulseur réalisé à Huntsville. Le premier essai statique d'un Mercury-Redstone avait eu lieu en janvier 1960.

MR-1 était le premier de trois essais de qualification prévus pour le véhicule Mercury-Redstone. Son objectif déclaré était de qualifier la combinaison vaisseau-Redstone, et pour cela lui furent affectés la capsule numéro 2, livrée au centre de lancement le 23 juillet 1960, et le lanceur Redstone numéro 1, arrivé à Cap Canaveral le 3 août 1960. Deux jours plus tôt, le 1er août, le Marshall Space Flight Center avait publié la trajectoire type définitive pour MR-1, le document qui fixait le profil de vol attendu.

La documentation opérationnelle fut finalisée pendant l'automne. Le 19 septembre 1960, le format du premier rapport post-lancement d'un Mercury-Redstone fut publié, un document qui devait couvrir toute la gamme des sujets liés à la mission et être remis dans les cinq jours suivant le lancement ; l'instruction émanait de Robert R. Gilruth, directeur du Projet Mercury. Le 18 octobre furent publiées les règles de mission de MR-1, avec les procédures de contrôle de vol et le compte à rebours du centre de contrôle, et le 1er novembre une révision fut publiée. Ce même mois d'octobre, le 24, arriva à Cap Canaveral la tour mobile de sauvetage d'urgence connue sous le nom de cherry picker. Pendant MR-1 et sa répétition MR-1A, de plus, le personnel complet du Mercury Control Center travailla pour la première fois au complet : la mission fut aussi une répétition générale de l'organisation du contrôle.

La première tentative de lancement n'atteignit même pas l'allumage. Elle était prévue pour le 7 novembre 1960 et fut annulée en raison d'une fuite d'hélium dans la soupape de décharge du système de contrôle de réaction du vaisseau. Le compte à rebours fut reporté de deux semaines.

Le 21 novembre 1960, une tentative de lancement de Mercury-Redstone 1 fut effectuée depuis Cap Canaveral. La mission, sans équipage, échoua parce qu'une coupure prématurée des moteurs du lanceur activa le système d'éjection d'urgence alors que le véhicule ne s'était élevé que d'un pouce au-dessus du pas de tir. C'est le chiffre donné par la chronologie officielle du projet ; le récit de Marshall sur le véhicule Mercury-Redstone se limite à dire que la fusée s'éleva de quelques pouces avant que les moteurs ne s'éteignent. L'épisode est passé dans la vulgarisation sous le surnom de vol de quatre pouces, une étiquette qu'il convient de manier avec prudence car les sources mêmes de la NASA ne s'accordent pas sur la hauteur atteinte.

Dans les registres des missions non habitées de Mercury, MR-1 figure avec une durée de deux secondes, une altitude de zéro mille et une distance de zéro mille, et elle est classée sans détour comme un échec. Ce fut le dénouement le plus sec possible : la fusée s'éleva, s'éteignit et se reposa.

Le lanceur se reposa de nouveau sur le pas de tir avec seulement des dommages légers. Mais la coupure moteur ne resta pas confinée à la fusée : la capsule reçut le signal de coupure et, en le recevant, déclencha la séquence programmée pour une urgence. La tour de sauvetage se déclencha et le cycle de récupération démarra, alors que le lanceur était encore au sol. Le vaisseau resta intact et fut récupéré pour être réutilisé.

C'est le point où la vulgarisation a tendance à ajouter des détails que les sources institutionnelles consultées pour cette fiche ne rapportent pas : ni la chronologie du projet ni l'histoire du véhicule publiée par Marshall ne décrivent la trajectoire de la tour de sauvetage une fois déclenchée, ni le comportement ultérieur du système d'atterrissage sur le pas de tir, ni les heures suivantes dans le complexe de lancement. Ce qui est documenté, c'est le bilan matériel, et il est notable : le lanceur subit des dommages légers et le vaisseau aucun. Le résumé du centre de lancement du projet le consigne d'une phrase sèche en décrivant la capsule numéro 2, reconditionnée après la tentative de lancement de MR-1 au cours de laquelle le lanceur connut un dysfonctionnement.

L'enquête ne trouva aucune défaillance dans les systèmes de vol. La coupure prématurée des moteurs avait été provoquée par la perte anticipée de l'alimentation électrique au sol du propulseur. L'origine de cette perte, selon l'histoire du véhicule publiée par Marshall, fut la déconnexion prématurée des connecteurs de puissance et de contrôle par rapport à l'équipement au sol : des connecteurs qui devaient se séparer de la fusée au décollage et qui le firent avant l'heure, ou selon une séquence que le système interpréta comme un ordre de coupure.

Le diagnostic eut deux conséquences immédiates. La première est qu'il ne fallut rien redessiner ni de la fusée ni du vaisseau : le problème se situait dans l'interface avec l'équipement au sol. La seconde est que la capsule avait fait exactement ce qu'on lui demandait. Face à un signal de coupure moteur, le vaisseau déclencha la tour de sauvetage et entama la récupération ; le système d'éjection automatique fonctionna, même si la situation qui l'avait déclenché n'était qu'une fusée arrêtée sur son propre pas de tir.

Les sources institutionnelles consultées pour cette fiche décrivent la cause en ces termes et ne détaillent pas la modification concrète apportée aux connecteurs pour la tentative suivante. Ce point reste déclaré comme une lacune : la source qui le développe, le chapitre correspondant de l'histoire officielle du Projet Mercury, n'est pas accessible sur les serveurs de la NASA au moment de la rédaction de cette fiche.

La NASA n'attendit pas. Le 3 décembre 1960, le lanceur Redstone numéro 3 fut envoyé à Cap Canaveral pour la mission Mercury-Redstone 1A, et la capsule numéro 2, reconditionnée après la tentative manquée, retourna sur le pas de tir ; le résumé du centre de lancement comptabilise pour elle vingt-et-une semaines de préparation entre sa livraison initiale et le lancement.

MR-1A fut lancée depuis Cap Canaveral le 19 décembre 1960 en répétition de la mission du 21 novembre et fut entièrement satisfaisante. C'était, à proprement parler, la troisième tentative de remplir les objectifs fixés pour ce vol : la première, le 7 novembre, avait été annulée pour la fuite d'hélium ; la deuxième, le 21 novembre, n'avait pu être menée à bien à cause de la coupure prématurée des moteurs. Les objectifs de MR-1A étaient de qualifier le vaisseau pour le vol spatial et de qualifier le système de vol pour le vol avec primate prévu peu après.

Une attention particulière fut portée au comportement de l'ensemble vaisseau-lanceur tout au long des séquences de vol : vol propulsé, accélération et décélération, fonctionnement des fusées posigrades, fonctionnement du système de récupération, déroulement des phases de lancement, de poursuite et de récupération, allumage des rétrofusées dans l'environnement spatial et fonctionnement de l'instrumentation. À l'exception de la vitesse de coupure du lanceur, un peu plus élevée que la normale, toutes les séquences furent satisfaisantes : séparation de la tour, séparation du vaisseau, rotation de la capsule, rétrofreinage, largage du paquet de rétrofusées et fonctionnement du système d'atterrissage se produisirent ou furent contrôlés comme prévu. Le vaisseau atteignit une altitude maximale de 130,68 milles, une portée de 234,8 milles et une vitesse de 4 909,1 milles à l'heure. Quinze minutes après l'amerrissage dans l'Atlantique, l'hélicoptère de récupération recueillit la capsule. Les registres des missions non habitées notent pour MR-1A une durée de 15 minutes et 45 secondes, une pression dynamique maximale de 560 livres par pied carré et une accélération maximale de 12,4 g.

L'échec de MR-1 ne modifia pas l'architecture du programme, mais bien son calendrier et son moral. La tentative réorganisée, la séquence suborbitale se poursuivit rapidement : le 31 janvier 1961, MR-2 emporta le chimpanzé Ham, récupéré sain et sauf après avoir aidé à tester le système de survie du vaisseau, bien qu'un dysfonctionnement ait fait travailler le moteur à un niveau de poussée plus élevé et que la capsule soit retombée au-delà de la zone prévue. À la suite de ce problème de poussée, l'équipe de Marshall décida d'intercaler dans le calendrier une mission supplémentaire de développement du propulseur, MR-BD, lancée avec un succès complet le 24 mars 1961. Le prix de cette prudence fut élevé en termes de gros titres : le retard permit à l'Union soviétique de prendre l'avantage lorsque Youri Gagarine devint le premier être humain à orbiter la Terre, le 12 avril.

Le 5 mai 1961, MR-3 emporta Alan B. Shepard Jr., le premier Américain dans l'espace, et le 21 juillet MR-4 emporta Virgil I. Grissom dans le vol qui clôtura le programme Mercury-Redstone et ouvrit la voie à l'échelon suivant, le vol orbital avec le véhicule plus puissant Mercury-Atlas. Le missile Redstone lui-même fut désactivé comme système d'armes en juin 1964.

Vu depuis là, MR-1 remplit une fonction qu'aucun vol réussi n'aurait remplie de la même manière : il obligea à examiner l'interface entre le véhicule et l'équipement au sol avant qu'un homme ne se trouve à l'intérieur de la capsule, et il démontra sur le pas de tir lui-même que le système d'éjection répondait à un signal de coupure moteur. Ce fut un échec bon marché, et dans un programme qui allait mettre des personnes au sommet d'un missile, c'est exactement ce qu'on attend d'un vol de qualification non habité.