Mercury-Redstone 2

Le projet Mercury ne tenait pas pour acquis qu'un être humain puisse survivre à un lancement, à quelques minutes d'apesanteur et à une rentrée balistique : il traita cette question comme quelque chose à mesurer avec des instruments et des êtres vivants à bord de matériel réel, non de simulateurs. Cette décision explique que la séquence de vols d'essai ait inclus des passagers animaux. Little Joe 1-B fut lancé depuis Wallops Island avec la guenon rhésus « Miss Sam » à bord, dans le cadre de la série d'essais du système d'éjection, et la branche Redstone du programme réserva un vol entier, le second de sa série avec vaisseau qualifié, à un primate : Mercury-Redstone 2.

La logique de la séquence était cumulative. Mercury-Redstone 1A, lancé le 19 décembre 1960, avait parmi ses objectifs déclarés de qualifier la combinaison vaisseau-lanceur pour la mission Mercury-Redstone et, explicitement, de laisser le système en état pour le vol avec primate prévu peu après. Ce vol atteignit 130,68 milles terrestres d'altitude, 234,8 milles de portée et une vitesse de coupure légèrement supérieure à la normale, un détail mineur à l'époque qui réapparut avec beaucoup plus de force sur MR-2. Le vaisseau et le lanceur ayant déjà volé ensemble, MR-2 devait ajouter la variable manquante : un occupant vivant, instrumenté, à l'intérieur d'un système de survie fonctionnant en vol.

La chronologie institutionnelle du projet identifie l'occupant de MR-2 comme Ham, un chimpanzé de 37 livres, et le fait de manière cohérente depuis les annotations logistiques de 1960 : le vaisseau numéro 5 apparaît assigné dès le départ à la « mission balistique avec primate (Ham) ». Ce détail importe car une bonne partie de la vulgarisation ultérieure a brouillé l'identité et les chiffres de ce vol ; ils sont ici repris des registres du programme lui-même.

Concernant l'entraînement, la source institutionnelle disponible décrit le régime des chimpanzés du programme animal en termes généraux : accoutumance au bruit et aux vibrations et séances de centrifugeuse à l'Université de Californie du Sud, vols paraboliques de deux des animaux à bord d'un avion C-131 pour expérimenter l'apesanteur, et entraînement à des problèmes psychomoteurs avancés. Il convient de préciser que la chronologie situe cette description dans le programme animal associé à la branche Mercury-Atlas, celle qui culminerait avec le vol orbital d'Enos ; le détail spécifique de l'entraînement préalable de Ham n'apparaît pas détaillé dans les sources consultées et reste déclaré comme une lacune. Ce qui est en revanche documenté, c'est le cadre de la tâche : les animaux ne voyageaient pas comme charge inerte, mais devaient exécuter des tâches psychomotrices pendant le vol, de sorte que la mesure ne portait pas seulement sur la survie mais sur la performance sous accélération, apesanteur et rentrée.

La préparation matérielle de MR-2 peut être suivie avec précision dans la chronologie du projet. Le vaisseau Mercury numéro 5 fut livré le 30 septembre 1960 au Centre de vols spatiaux Marshall pour des vérifications de compatibilité avec le lanceur, puis envoyé de là à Cap Canaveral le 11 octobre 1960 pour la mission balistique avec primate. Le 2 décembre 1960, le Groupe de travail spatial transmit au Centre Marshall les valeurs calculées de poids et de centrage de la capsule 5 pour MR-2. Le 20 décembre 1960 fut livré à Cap Canaveral le véhicule Redstone assigné au vol du chimpanzé.

Un détail de la préparation illustre à quel point on recherchait une visibilité sur le comportement du lanceur : lors de la cinquième réunion de coordination de Mercury, l'Agence des missiles balistiques de l'Armée proposa d'installer un système de télévision en circuit ouvert sur les deuxième et troisième vols Mercury-Redstone, c'est-à-dire MR-2 et MR-3, afin d'observer et de transmettre des informations sur le véhicule lanceur. La préoccupation de surveiller le Redstone en vol n'est donc pas née du résultat de MR-2 : elle était déjà présente auparavant.

Le document d'objectifs du programme en énumère six pour MR-2, et il vaut la peine de les lire pour ce qu'ils sont : une liste de qualifications en attente avant le vol habité. Premièrement, obtenir des données physiologiques et de performance d'un primate en vol spatial balistique. Deuxièmement, qualifier le système de contrôle environnemental et l'instrumentation aéromédicale, c'est-à-dire l'équipement qui maintiendrait en vie et sous surveillance un occupant. Troisièmement, qualifier le système de sac d'amerrissage, le dispositif destiné à amortir l'impact contre l'eau. Quatrièmement, qualifier partiellement le système de communications vocales. Cinquièmement, qualifier l'écoutille latérale à ouverture mécanique, la voie de sortie de l'astronaute. Et sixièmement, obtenir une évaluation en boucle fermée du système d'abandon automatique du lanceur, c'est-à-dire vérifier l'enchaînement complet de détection et de réponse face à une défaillance.

Cinq des six objectifs concernent directement la sécurité et l'habitabilité du vol habité. MR-2 n'était pas une expérience zoologique : c'était la répétition générale de la cabine.

MR-2 décolla de Cap Canaveral le 31 janvier 1961 depuis le complexe de lancement 5. Pendant la phase propulsée, la poussée du système de propulsion fut considérablement plus élevée que prévu. À cette anomalie s'en ajouta une autre, qui lui était liée : l'épuisement prématuré de l'oxygène liquide généra le signal qui sépara le vaisseau du lanceur quelques secondes avant l'heure prévue. En pratique, le véhicule poussa plus fort et pendant moins de temps que ne le prévoyait le plan de vol.

La conséquence immédiate fut une sur-accélération. Combinée à la vitesse apportée par la fusée d'éjection, elle porta la capsule à une altitude et une portée supérieures à celles prévues. Les registres de vol du programme donnent pour MR-2 environ 157 milles terrestres d'altitude, de l'ordre de 418 milles de portée, 16 minutes et 39 secondes de durée, une pression dynamique maximale de 575 livres par pied carré et une décélération maximale de 14,7 g. La fiche de mission publiée par la NASA pour les vols non habités chiffre la portée à 422 milles terrestres et donne une altitude inférieure, 127 milles ; la divergence est notée et c'est le chiffre du tableau de données de vol du programme qui est repris dans le texte.

Ce pic de 14,7 g est la mesure la plus éloquente de la journée. À titre de comparaison, MR-1A avait été conçu autour d'une décélération de rentrée d'environ 11 g, et le vol de développement du lanceur qui suivit enregistra lui-même 11 g. Ham supporta une charge sensiblement supérieure à la valeur nominale en raison d'une anomalie du lanceur, non par conception.

L'amerrissage eut lieu à 12h12, la capsule se trouvant à environ 60 milles du navire de récupération le plus proche, le destroyer Ellison : la trajectoire plus longue avait laissé le vaisseau hors de la zone où il était attendu. Vingt-sept minutes après le contact avec l'eau, un avion de recherche P2V la localisa, flottant seule et en position verticale dans l'Atlantique. La Marine dépêcha des hélicoptères depuis le navire suivant le plus proche, le LSD Donner.

Pendant ce temps, la mer travaillait contre la capsule. La houle ouvrit deux trous dans la cloison de pression en titane et finit par la retourner ; l'eau entra par une soupape de décharge ouverte. Lorsque le vaisseau fut finalement récupéré, à 2h52, il contenait environ 800 livres d'eau de mer. Malgré les fuites et l'eau embarquée, la récupération fut menée à bien et Ham en fut extrait en bon état. La chronologie rapporte, avec une note d'humour pince-sans-rire peu habituelle dans un document officiel, que le chimpanzé semblait en bonne condition physiologique, mais que lorsqu'on lui montra ensuite le vaisseau, il devint visiblement évident qu'il n'avait aucune envie de continuer à collaborer avec le programme spatial.

Le résultat formel de la mission sépara nettement les deux systèmes : le vaisseau fut un succès et le lanceur seulement un succès partiel. Cette asymétrie est la clé de tout ce qui suivit. Les objectifs de la capsule avaient été atteints, l'occupant était revenu vivant et en bon état et le système de survie avait fonctionné ; mais le Redstone avait poussé plus fort que prévu, s'était retrouvé sans oxygène liquide avant l'heure et avait envoyé le vaisseau sur une trajectoire qui n'était pas celle calculée.

En analysant conjointement le comportement du lanceur sur MR-1A et sur MR-2, les responsables du Centre Marshall et du Groupe de travail spatial conclurent qu'il existait plusieurs problèmes à corriger avant le vol habité. Ceux qui furent énumérés étaient la vibration des palettes de jet, la vibration du compartiment d'instrumentation et la défaillance du système de commande de poussée, en plus d'autres domaines nécessitant une attention. La description technique du premier problème est particulièrement révélatrice : une rétroaction structurelle vers le système de contrôle qui produisait le « claquettement » des palettes.

Les équipes d'ingénierie étudièrent ces problèmes et formulèrent des solutions. La décision qui définit cet épisode est la suivante : on considéra que les corrections ne pouvaient être validées sans les avoir testées en vol. C'est pourquoi un vol supplémentaire fut programmé et exécuté, le Mercury-Redstone Booster Development, dont l'objectif déclaré était précisément d'examiner les corrections apportées aux problèmes du lanceur apparus lors du vol MR-2. MR-BD décolla le 24 mars 1961 depuis le complexe 5 avec un vaisseau d'essai non fonctionnel, atteignit 113,5 milles terrestres d'altitude et 307 milles de portée en 8 minutes et 23 secondes, avec une décélération maximale de 11 g, et remplit tous ses objectifs d'essai. À la suite de ce vol, le lanceur fut déclaré apte au vol habité pour les missions suborbitales prévues.

Autrement dit : entre MR-2 et le premier vol habité américain s'intercala un lancement entier qui ne figurait pas au plan comme mission scientifique, mais comme vérification de corrections. MR-3, la Freedom 7 pilotée par Alan Shepard, vola le 5 mai 1961, un peu plus de trois mois après le vol de Ham et six semaines après MR-BD.

Le jugement du programme sur MR-2 fut que, malgré le facteur de sur-accélération, le vol fut considéré comme un succès. La formule n'est pas complaisante : elle reconnaît l'anomalie et affirme que les objectifs justifiant le vol avaient été atteints. Le vaisseau avait maintenu en vie et en bon état un occupant soumis à une charge supérieure à la valeur nominale, le sac d'amerrissage et l'écoutille latérale avaient passé leur épreuve et le système d'abandon automatique avait été évalué en boucle fermée. Et, surtout, le vol avait mis au jour un défaut du lanceur qui, s'il ne s'était pas manifesté avec un chimpanzé à bord, se serait manifesté avec un astronaute.

Le programme biomédical se poursuivit après MR-2. Dans la branche orbitale, Mercury-Atlas 5 emporta le chimpanzé Enos, de 37,5 livres, sur deux orbites le 29 novembre 1961 ; la mission fut écourtée par rapport aux trois orbites prévues en raison de la défaillance d'un propulseur de roulis et de la surchauffe d'un inverseur, difficultés dont on a alors souligné qu'un astronaute à bord aurait pu les corriger. Enos exécuta des tâches psychomotrices pendant le vol et fut récupéré en excellent état physique, ce qui permit de déclarer le vaisseau Mercury qualifié pour le vol orbital habité. Les résultats des deux vols avec chimpanzés, le balistique et l'orbital, furent rassemblés plus tard dans le rapport technique numéro 138 du programme. Enos mourut en novembre 1962 à la base aérienne de Holloman, au Nouveau-Mexique, des suites d'une dysenterie à shigelles résistante aux antibiotiques ; les responsables du laboratoire de recherche aéromédicale déclarèrent que sa maladie et sa mort n'avaient aucun rapport avec le vol orbital de l'année précédente.

Vu d'aujourd'hui, MR-2 est la mission qui illustre le mieux la méthode de Mercury : faire voler la défaillance avant qu'une personne ne la vole, ne pas valider une correction sans la vérifier en vol, et accepter le coût en calendrier que cela implique. Ce coût, en janvier 1961 et avec la course à l'espace à son point le plus tendu, fut un lancement entier et plusieurs semaines de retard sur la première mission habitée.