Mercury-Scout 1

Avant l'existence des satellites de communication géostationnaires, suivre un vaisseau en orbite basse exigeait d'entourer la planète de stations placées sous sa trajectoire. Le réseau de poursuite de Mercury était exactement cela : un ensemble de stations terrestres et de navires, propriété des États-Unis et exploités par les États-Unis, positionnés sous la trace de la capsule. Lorsque le vaisseau s'approchait à quelques centaines de milles d'une station, celle-ci pouvait maintenir des communications vocales et de télémétrie en visibilité directe par HF (ondes courtes), VHF ou UHF, ainsi qu'un suivi radar en bande C et en bande S. Chaque passage ne durait que quelques minutes, jusqu'à ce que la station disparaisse sous l'horizon ; entre deux stations, la capsule restait sans contact, hormis quelques messages occasionnels et peu fiables en HF. Les stations étaient reliées au Control Mercury de Floride par des lignes terrestres, des câbles sous-marins et, dans certains cas, par radio à ondes courtes.

La réseau entra en service en 1961 avec dix-huit stations de poursuite terrestres et deux navires, l'un dans l'Atlantique et l'autre dans l'océan Indien, destinés à combler les vides entre les stations. Le nœud principal était le Centre de contrôle Mercury de Cap Canaveral, en Floride, avec des antennes d'appui à Grand Bahama et Grand Turk. De là, en suivant la trajectoire vers l'est, venaient Coopers Island (Bermudes), le navire de l'Atlantique, la station de Maspalomas à Grande Canarie, Kano (Nigeria), Zanzibar, le navire de l'océan Indien, Muchea et le champ de tir de Woomera en Australie, l'île Canton, Kauai (Hawaï), Point Arguello (Californie), Guaymas (Mexique), White Sands (Nouveau-Mexique), Corpus Christi (Texas) et Eglin (Floride). La composition variait d'un vol à l'autre : entre MA-6 et MA-7, par exemple, le navire de l'Atlantique moyen fut retiré et celui de l'océan Indien fut repositionné dans le canal du Mozambique.

L'exploitation de ce réseau ne dépendait pas du centre qui dirigeait Mercury. Le 1er juillet 1961, la responsabilité de l'exploitation du réseau mondial de Mercury fut confiée au Goddard Space Flight Center, avec la particularité que, pendant les périodes actives de mission, le contrôle revenait au personnel du Space Task Group. Cette double tutelle — Goddard comme exploitant permanent, l'équipe de Mercury comme utilisateur pendant le vol — explique une bonne partie de l'insistance du programme à tester le réseau complet avant de lui confier la vie d'un astronaute.

Un réseau de poursuite ne se vérifie pas sur le papier. Les radars doivent acquérir une cible réelle et se la transmettre les uns aux autres ; les récepteurs de télémétrie doivent s'accrocher au bon signal au bon moment ; les opérateurs doivent exécuter les procédures d'acquisition, de poursuite et de transmission dans les quelques minutes que dure chaque passage ; et les liaisons avec la Floride doivent transporter les données à temps pour que le contrôle de mission puisse prendre des décisions. Tout cela ne peut vraiment s'exercer que contre une cible qui passe réellement au-dessus.

En 1961, le programme était pressé par le temps et disposait de peu d'occasions. Les vols orbitaux Mercury étaient rares et coûteux, et chacun était consacré en priorité à vérifier la fusée Atlas et la capsule elle-même. Lancer un satellite petit, bon marché et dédié exclusivement à être suivi permettait de multiplier les répétitions sans consommer une capsule. D'où la proposition du 5 mai 1961 : utiliser des fusées Scout pour mettre en orbite de petits satellites permettant d'évaluer le réseau mondial de poursuite en préparation des missions orbitales habitées. Le concept fut approuvé le 24 mai et, le 13 juin, le Space Task Group envoya au siège de la NASA les détails du système d'instrumentation Mercury-Scout, décrivant la mission comme une vérification de l'efficacité opérationnelle du réseau mondial de poursuite de Mercury.

L'effort ne se limita pas au vol. En juillet 1961, des exercices de réseau furent menés avec le véhicule d'essai MNTV-1, et la NASA consigna ce qui avait été observé dans les stations au sol pendant les exercices du 25 au 31 juillet 1961. Le véhicule orbital aurait dû être le prolongement naturel de ces essais : une fois la procédure entraînée en simulation, il manquait une cible réelle.

Le reste de Mercury vola avec Little Joe, Redstone et Atlas. Pour MS-1, la NASA choisit une voie différente et tira parti de l'existant : l'Armée de l'air américaine lançait déjà des fusées Blue Scout depuis Cap Canaveral, il fut donc décidé de modifier un Blue Scout II, le véhicule D-8, et de confier le lancement à l'Armée de l'air elle-même.

Le Scout était un lanceur à combustible solide à quatre étages, avec un premier étage Algol d'Aerojet General, un deuxième étage Castor de Thiokol, un troisième étage Antares de l'Allegany Ballistics Laboratory et un quatrième étage Altair du même laboratoire. Sa taille était modeste selon les standards du programme : environ vingt et un mètres et demi de longueur totale face à la masse de l'Atlas. Cette modestie était justement sa vertu : un véhicule petit, à étages solides et à coût contenu, capable de placer une charge légère en orbite basse, était le véhicule logique pour un satellite dont la seule fonction était d'émettre et de se laisser suivre.

Le satellite MS-1 était une petite boîte rectangulaire de 67,5 kg. Il transportait deux récepteurs d'ordres, deux balises minitrack, deux émetteurs de télémétrie et une balise en bande S et bande C, avec leurs antennes, alimentés par une batterie de 1500 wattheures. À cet ensemble s'ajoutait le module d'instruments du quatrième étage.

La duplication de presque tout — deux récepteurs, deux balises, deux émetteurs — n'était pas fortuite : l'objectif était que le réseau puisse s'entraîner avec les mêmes bandes et les mêmes types de signal qu'utiliserait une capsule Mercury habitée, et qu'une panne isolée ne prive pas la mission de son objet. La batterie offrait environ dix-huit heures et demie de fonctionnement continu, ce qui aurait épuisé le satellite en moins d'une journée. Le plan d'exploitation étirait cette autonomie : après les trois premières orbites, environ cinq heures, l'équipement serait éteint par télécommande et les données recueillies seraient analysées ; il serait ensuite rallumé pour trois autres orbites et cinq autres heures ; et la séquence se répéterait une troisième fois. Les planificateurs de Mercury estimaient qu'en allumant et éteignant le satellite, le réseau obtiendrait des données et une expérience équivalentes à trois missions orbitales Mercury.

Mercury-Scout 1 fut prêt pour le lancement le 31 octobre 1961, au complexe LC-18B de Cap Canaveral. Le compte à rebours précédant le lancement se déroula normalement, mais le moteur ne parvint pas à s'allumer. Les équipes au sol vérifièrent et réparèrent les circuits d'allumage, et il fut décidé de renouveler la tentative le lendemain.

Le 1er novembre 1961, le D-8 décolla. Le contrôle commença à défaillir à peine quelques secondes après le décollage : le véhicule développa des mouvements erratiques qui lui imposèrent des charges aérodynamiques élevées et, à T+28 secondes, le premier étage commença à se désintégrer. L'officier de sécurité du champ de tir donna l'ordre de destruction à T+43 secondes de vol. Il n'y eut ni orbite, ni satellite, ni données de poursuite.

Ce même jour survint dans le programme un changement d'un autre ordre : le Space Task Group, l'organisation chargée de diriger le Projet Mercury et les autres programmes de vol spatial habité, devint le Manned Spacecraft Center, avec Robert R. Gilruth comme directeur. Le jour où le programme perdait son véhicule de calibration de réseau était aussi le jour où son organisation devenait un centre propre de la NASA.

La défaillance ne venait ni de la conception de la fusée ni de la charge utile. L'enquête l'attribua à une erreur de montage : un technicien avait accidentellement inversé deux connecteurs du câblage du système de guidage. La conséquence fut que le système interprétait les erreurs de tangage comme des erreurs de lacet et celles de lacet comme des erreurs de tangage. Chaque correction ordonnée par le guidage pour redresser le véhicule le déviait dans le mauvais axe, de sorte que la boucle de contrôle, au lieu de stabiliser la trajectoire, la dégradait à chaque itération. D'où les mouvements erratiques dès les premières secondes, et d'où le fait que la structure n'ait pas résisté aux efforts aérodynamiques qui en résultèrent.

C'est un mode de défaillance caractéristique de son époque et de sa catégorie : non pas une limitation technologique, mais une erreur humaine d'intégration capable de détruire un véhicule entier en moins d'une minute. Pour le programme, cela avait en outre une portée gênante, car le vol dont le but était de vérifier que les procédures au sol fonctionnaient fut perdu à cause d'une procédure au sol mal exécutée.

La NASA annula les missions Mercury-Scout suivantes. La décision fut moins douloureuse qu'il n'y paraît, car le calendrier avait fait une grande partie du travail de son côté. Lorsque MS-1 décolla, la mission MA-4 avait déjà volé : le 13 septembre 1961, la première Mercury-Atlas orbitale non habitée acheva son vol avec des anomalies mineures — une petite fuite dans le système d'oxygène, une perte de contact vocal au-dessus de l'Australie et la panne d'un onduleur du système de contrôle environnemental — mais avec un résultat global très satisfaisant, dans lequel le réseau mondial de poursuite et la télémétrie de Mercury fonctionnèrent excellemment et furent déclarés prêts à soutenir le vol orbital habité.

La confirmation vint peu après la perte de MS-1. Le 29 novembre 1961, vingt-huit jours plus tard, MA-5 emmena le chimpanzé Enos en orbite et remit le réseau à l'épreuve en conditions réelles ; pour cette mission, les astronautes de Mercury furent affectés comme communicateurs dans plusieurs stations du réseau mondial, exerçant le rôle qu'ils tiendraient pendant les vols habités. Entre MA-4 et MA-5, le réseau fut vérifié et l'on conclut qu'il remplissait toutes les exigences, rendant inutiles de nouvelles missions Mercury-Scout.

La calibration que MS-1 devait apporter fut donc obtenue par la voie coûteuse : en utilisant les propres missions orbitales du programme comme cibles de poursuite, au lieu d'un satellite dédié et bon marché. Le prix à payer fut que chaque vérification de réseau se trouva liée à un vol Mercury complet, avec son Atlas et sa capsule, et qu'il n'y eut pas de répétitions bon marché pour entraîner les opérateurs. En contrepartie, les données provenaient de l'objet réel et non d'un substitut.

MS-1 figure dans le recensement officiel de la NASA parmi les lancements de développement non habités de Mercury, intercalé entre MA-4 et MA-5 et classé comme échec, avec zéro orbite et quarante-trois secondes de vol. C'est la mission la moins racontée du programme, en partie parce qu'elle dura moins d'une minute et en partie parce qu'elle ne transportait rien de reconnaissable : ni capsule, ni hublot, ni occupant.

Son intérêt réside justement dans ce qu'elle révèle du programme. Mercury ne fut pas seulement une capsule et une fusée : ce fut aussi une infrastructure planétaire de stations, de navires, de radars, de lignes téléphoniques et de câbles sous-marins qu'il fallait construire, exploiter et tester, et dont la fiabilité conditionnait tant la sécurité de l'astronaute que n'importe quel système de bord. MS-1 est le vol que le programme consacra à cette infrastructure, et la façon dont il fut perdu — deux connecteurs mal branchés — résume les servitudes d'une époque où les grands échecs venaient rarement de la physique et presque toujours de l'intégration.