Gemini (vaisseau spatial)

Vaisseau Gemini
Description de cette image, également commentée ci-après

Gemini 7 en vol

Fiche d'identité
Organisation Drapeau des États-Unis NASA
Constructeur McDonnell
Type de vaisseau Vaisseau spatial habité
Lanceur Titan II
Base de lancement Cape Canaveral
Premier vol 8 avril 1964
Nombre de vols 12
Statut Retiré du service
Version décrite Apollo 15
Caractéristiques
Hauteur 5,8 m.
Diamètre 3 m.
Masse totale 3,85 t.
Ergols t.
Source énergie Piles à combustible
Atmosphère Oxygène
Atterrissage en mer
Performances
Destination orbite basse
Équipage 2
Volume pressurisé
Espace habitable 2,55 m³
Delta-V 98 m/s
Autonomie 14 jours
Puissance électrique 151 kWh
Type d'écoutille néant
Le vaisseau Gemini et son lanceur comparés à leurs homologues des programmes Mercury et Apollo.
Gemini 11.

Le vaisseau spatial Gemini est le deuxième type de véhicule spatial américain mis au point par la NASA pour ses missions habitées. Il est développé dans le cadre du programme Gemini dont l'objectif principal est de répéter et mettre au point les différentes manœuvres orbitales que devront effectuer les équipages du programme Apollo : changement d'orbite, rendez-vous entre deux vaisseaux, sortie extra-véhiculaire et séjour de longue durée dans l'espace. Le vaisseau est utilisé au cours de 12 missions spatiales entre 1964 et 1966 dont dix avec équipage. Conçu initialement comme une évolution du vaisseau Mercury, il est pour finir un vaisseau radicalement différent. D'une masse de 3,5 tonnes, il peut emporter deux astronautes pour une mission de deux semaines. Il est équipé d'un radar pour les opérations de rendez-vous, d'un ordinateur de navigation et l'énergie est fournie par des piles à combustibles.

Contexte

Alors que la fin du programme spatial américain Mercury se profile, des aspects importants du vol spatial tel que les rendez-vous spatiaux, qui devaient être mis en œuvre dans le cadre du programme Apollo, ne sont toujours pas maîtrisés. La capsule Mercury, monoplace et disposant de très peu d'autonomie, a atteint ses limites. Les dirigeants de la NASA lancent en décembre 1961 un programme destiné à acquérir ces techniques sans attendre la mise au point du vaisseau Apollo qui sera utilisé pour les missions lunaires. Le programme Gemini devait remplir 3 objectifs [1]:

  • maîtriser les techniques de localisation, manœuvre et rendez-vous spatial ;
  • mettre au point les techniques permettant de travailler dans l'espace au cours de sorties extravéhiculaires ;
  • étudier les conséquences de l'apesanteur sur la physiologie humaine au cours de vols de longue durée.


Historique du développement

Le vaisseau spatial Gemini, qui devait initialement être une simple version améliorée de la capsule Mercury, se transforme au fur et à mesure de son développement en un vaisseau complètement différent de 3,5 tonnes (contre 1 tonne environ pour le vaisseau Mercury), capable de voler avec deux astronautes durant deux semaines. Le vaisseau est lancé par une fusée Titan II, missile de l'armée de l'air américaine reconverti en lanceur. Le programme rencontra des problèmes de mise au point. Le lanceur souffrait d'effet pogo, les piles à combustible utilisées pour la première fois fuyaient et la tentative de mise au point d'une aile volante pour faire atterrir la capsule sur le sol ferme échoua. Tous ces déboires gonflèrent le coût du programme de 350 millions de dollars à 1 milliard de dollars. Toutefois, fin 1963, tout était rentré dans l'ordre et deux vols sans équipage purent avoir lieu en 1964 et début 1965. Le premier vol habité Gemini 3 emporta les astronautes Virgil Grissom et John Young le 23 mars 1965[1].

Caractéristiques techniques

Architecture

Schéma Gemini 1

Le vaisseau Gemini a la forme d'un cône long de 5,8 mètres pour un diamètre maximal de 3,05 mètres. Sa masse totale est de 3 175 kg. Contrairement au vaisseau Mercury, le vaisseau Gemini est composé de deux parties distinctes : le module de rentrée qui revient sur Terre et le module de service qui est largué avant la rentrée atmosphérique. Les équipements qui étaient à l'intérieur de la cabine dans le vaisseau Mercury sont majoritairement placés dans le module de service non pressurisé . Cette architecture permet de remplacer rapidement un équipement défaillant au sol.

Le module de rentrée

Tom Stafford photographié durant le vol de Gemini 9.

Le module de rentrée est conçu pour résister aux forces aérodynamiques et à la chaleur de la rentrée atmosphérique. Les flancs du module sont protégés de la chaleur par des plaques de métal qui se chevauchent et dont la composition varie en fonction de la localisation. L'extrémité la plus large du cône, qui est la plus exposée à la chaleur, est protégée par un bouclier thermique en forme de disque constitué par une structure en nid d'abeille rempli avec un matériau ablatif. Le module de rentrée est composé de trois sections : la section dédiée au rendez-vous et à l'atterrissage (Rendezvous and Recovery ou R and R section) contenant le radar utilisé pour les manœuvres de rendez-vous en orbite avec un autre vaisseau et les parachutes, la section contenant les moteurs de contrôle d'attitude (Reentry Control System (RCS) section) et la cabine de l'équipage.

La cabine de l'équipage

La cabine de l'équipage a la forme d'un tronc de cône (dont le tiers supérieur serait supprimé) dans lequel se trouve l'équipage, le système de support de vie, le système électrique et divers équipements. Le tout est contenu dans une coque pressurisée formée d'une double paroi constituée de feuilles de titane de 0,25 mm d'épaisseur soudées entre elles. Cette coque est elle-même recouverte d'un isolant et d'une coque externe réalisée dans un alliage de nickel de type René 41 . Chaque astronaute est allongé les jambes repliées dans une couchette moulée et dispose en face de lui d'une écoutille qui peut être ouverte manuellement depuis l'intérieur ou de l'extérieur par un dispositif mécanique. Chaque écoutille comporte un hublot d'observation. Les couchettes sont montées sur des sièges éjectables qui peuvent être utilisés en cas de défaillance du lanceur en début de mission ou dans la phase d'atterrissage si les parachutes ne se déploient pas correctement.

Le module de service

Le module de service a la forme d'un tronc de cône long de 2,29 mètres et d'un diamètre maximal de 3,05 mètres. L'armature du module de service est constituée de longerons longitudinaux en alliage de magnésium et d'arceaux en aluminium situés sur la circonférence. Elle est recouverte par une peau en magnésium. Le module de service contient tous les équipements nécessaires pour les vols de longue durée ainsi que l'adaptateur qui solidarise le vaisseau avec son lanceur. Le module de service est composé de deux parties : la section des rétrofusées et la section des équipements.

La section des rétrofusées

La section des rétrofusées occupe le premier mètre du tronc de cône immédiatement derrière la cabine. Deux poutrelles en aluminium se croisent dans l'axe du tronc de cône. Dans chacun des quadrants définis et solidaires de celles-ci se trouve une rétrofusée. Cette section contient également 6 ensembles de moteurs de contrôle d'attitude (orbit attitude and maneuvering system OAMS).

La section des équipements

La section des équipements occupe la partie la plus large du module de service. Elle contient les réservoirs d'oxygène pour le système de support de vie, les batteries, le liquide de refroidissement et la majorité des équipements électroniques. Cette section est larguée avant la mise à feu des rétrofusées.

Les instruments de navigation

L'ordinateur de bord NASM.

Le vaisseau Gemini emporte un ordinateur doté d'une mémoire de 4096 mots (1 mot = 16 bits). L'ordinateur dispose de programmes dédiés à chacune des quatre phases critiques d'une mission : préparation au lancement, lancement, manœuvre de rendez-vous et rentrée atmosphérique.

Les versions dérivées étudiées

Article détaillé : Blue Gemini.

Galerie

Notes et références

Notes

Références

Sources

NASA :

  • (en) Barton C. Hacker etJames M. Grimwood, On the Shoulders of Titans: A History of Project Gemini, (lire en ligne)
    Histoire du programme Gemini (document NASA n° Special Publication-4203)
  • (en) Roger D. Launius, Apollo : A Retrospective Analysis, (lire en ligne)
    Analyse sythétique rétrospective du programme Apollo (NASA)

Autres :

  • (en) Ben Evans, Escaping the bonds of earth : the fifties and the sixties, Springer, (ISBN 978-0-387-79093-0)
    Les premières missions habitées jusqu'au programme Gemini inclus
  • Xavier Pasco, La politique spatiale des États-Unis 1958-1985 : Technologie, intérêt national et débat public, L'Harmattan, (ISBN 2-7384-5270-1)
  • Alain Duret, Conquête spatiale : du rêve au marché, Éditions Gallimard, (ISBN 2-07-042344-1)
  • Jacques Villain, À la conquête de l'espace : de Spoutnik à l'homme sur Mars, Vuibert Ciel & Espace, (ISBN 978-2-7117-2084-2)
  • Patrick Maurel, L'escalade du Cosmos, Bordas,

Voir aussi

Articles connexes