Apollo 12

Au matin du 14 novembre 1969, jour prévu du décollage, le radar météorologique montre un front froid, situé à 130 kilomètres au nord de la base de lancement et progressant vers le sud, accompagné d'averses. La météo prévoit bien de la pluie, des nuages, un plafond nuageux bas à 3 000 mètres d'altitude à l'heure du décollage mais aucun orage ni vent fort. Si ces conditions météorologiques ne sont pas idéales, elles restent acceptables et le responsable du lancement confirme l'heure du décollage. Une heure vingt minutes avant celui-ci, la pompe chargée de remplir les réservoirs d'oxygène tombe en panne mais une pompe de secours prend le relais et les préparatifs peuvent se poursuivre. La fusée Saturn V emportant le vaisseau Apollo 12 décolle du Centre spatial Kennedy. Après une seule interruption du compte à rebours à 30 secondes du lancement à cause d'un problème technique mineur, la fusée Saturn V décolle du à 11 h 22 heure locale (16h22TU). Le président Richard Nixon et 3 000 invités assistent au lancement. C'est la première fois — et la seule — qu'un président des États-Unis assiste au décollage d'une mission du programme Apollo. De très nombreux touristes ont également fait le déplacement[7].

Le lanceur Saturn V s'élève progressivement mais 36,5 secondes après le lancement, peu avant de pénétrer dans la couche nuageuse, il est frappé par la foudre. Dans le module de commande et de service Apollo, Yankee Clipper, les astronautes ne se sont pas rendu compte du phénomène mais une alarme majeure s'est déclenchée[7]. Les instruments s'éteignent et les données télémétriques que le lanceur transmet au centre de contrôle ne s'affichent plus durant quelques secondes. À bord du vaisseau, le pupitre affichant les alarmes indique que la centrale à inertie est désalignée et que les piles à combustible, qui produisent le courant électrique, ne fonctionnent plus. La foudre frappe une deuxième fois la fusée 52 secondes après le lancement. Lorsque le système se rétablit, les données sont altérées et renvoient des informations probablement incomplètes et inexactes. John Aaron, responsable au contrôle au sol des systèmes électriques, tente de comprendre l'origine de cette anomalie particulièrement grave. Se souvenant d'un incident similaire survenu un an auparavant durant des tests, il comprend que le problème d'affichage est dû à un dysfonctionnement du SCE (Signal Conditioning Equipment), chargé de convertir les données brutes en données utilisables par les indicateurs du vaisseau et au sol[8]. Cet équipement a cessé de fonctionner en raison de la surtension provoquée par la foudre[9]. Il suggère au responsable du contrôle au sol de basculer le SCE sur alimentation auxiliaire afin de relancer ce système. Ces manipulations paraissent obscures au directeur de vol et aux capcoms chargés de relayer l'information à l'équipage. Mais le pilote du module lunaire, Al Bean, actionne l'interrupteur du SCE sur son panneau de commandes, ce qui supprime le dysfonctionnement comme l'avait prévu Aaron. Les seules conséquences de l'incident sont la perte de neuf capteurs installés à l'extérieur du module de commande qui ne jouent aucun rôle crucial et le désalignement de la centrale à inertie. Ce retour à la normale se produit alors que le deuxième étage prend le relais du premier étage qui est largué. Les deuxième et troisième étages fonctionnent de manière optimale et le vaisseau se place sur une orbite d'attente autour de la Terre à basse altitude. L'injection sur la trajectoire qui doit conduire l'équipage sur le sol lunaire doit impérativement être effectuée avant que le vaisseau ait bouclé trois orbites autour de la Terre. L'équipage est sous pression car, pour que cette manœuvre puisse être effectuée, la centrale à inertie doit être réalignée et tous les systèmes jouant un rôle critique dans la suite de la mission doivent être vérifiés au cas où le foudroiement aurait eu des conséquences non détectées. Toutes ces opérations sont menées à bien sans problème et Houston donne son feu vert pour la manœuvre d'injection sur une trajectoire lunaire (Trans Lunar Injection, TLI). Celle-ci est déclenchée alors que le vaisseau a bouclé un tour et demi autour de la Terre. Le troisième étage (S-IVB) est mis à feu et le vaisseau quitte l'orbite terrestre pour prendre la direction de la Lune[7].

Trois heures et demi après le décollage, l'équipage effectue la manœuvre destinée à amarrer le module lunaire Apollo Intrepid au module de commande et de service Apollo Yankee Clipper dans lequel se trouvent les astronautes. L'étage S-IVB est d'abord largué, puis le module de commande se retourne et s'amarre au module lunaire solidaire de l'étage S-IV. Enfin, ce dernier est largué. Durant le transit entre la Terre et la Lune, qui dure trois jours et demi, le vaisseau effectue une seule correction de trajectoire en utilisant sa propulsion durant 9,2 secondes. 83 heures et demi après le décollage, Conrad déclenche la manœuvre qui réduit la vitesse du vaisseau afin de l'insérer en orbite elliptique autour de la Lune, la propulsion fonctionnera durant 6 minutes pour accomplir cette modification[7].

Cinq heures après l'insertion en orbite, le moteur-fusée du module de commande et de service Apollo est de nouveau utilisé pour circulariser l'orbite à 111 kilomètres d'altitude. Au cours des orbites suivantes, des photographies du futur site d'atterrissage d'Apollo 13 (Fra Mauro) sont prises. Alors que l'équipage entame son quatrième jour à bord du vaisseau, Bean et Conrad pénètrent dans le module lunaire Intrepid et le préparent pour la descente vers le sol lunaire en vérifiant son fonctionnement et en initialisant le système de guidage. Gordon, qui doit rester à bord du module de commande, modifie l'orientation du vaisseau puis les verrous du système d'amarrage solidarisant les deux modules sont libérés et les petits propulseurs de Yankee Clipper sont mis à contribution pour l'écarter d'Intreprid. Alors que les deux vaisseaux sont en train de boucler leur treizième orbite et survolent la face cachée de la Lune, le système de guidage d'Intrepid allume le moteur du module lunaire durant 29 secondes de manière à modifier le périgée de l'orbite à 15 kilomètres au-dessus du sol lunaire. Lorsque le module lunaire survole le nord de Mare Nectaris, Conrad réoriente le LM pour en aligner le moteur sur la direction du déplacement, puis allume ce dernier pour amorcer la phase de freinage qui doit amener Intrepid sur le sol lunaire. Sept minutes plus tard, alors que le module lunaire est pratiquement arrivé à destination, le système de guidage redresse celui-ci, ce qui permet aux astronautes d'observer pour la première fois la surface de la Lune. L'équipage a prévu d'identifier le site d'atterrissage en repérant une forme dessinée par plusieurs cratères et baptisée Snowman (bonhomme de neige). Dès le premier coup d'œil jeté à la surface, Conrad repère la formation visée[7].

Le système de pilotage automatique particulièrement performant amène le module lunaire Apollo à moins de 40 mètres de Surveyor 3. Toutefois, Conrad, estimant qu'à cette distance la poussière soulevée pourrait être éjectée sur la sonde spatiale, reprend brièvement les commandes et va poser le vaisseau spatial plus loin. Alors que le module lunaire n'est plus qu'à 30 mètres du sol, les moteurs-fusées soulèvent un épais nuage de poussière qui à partir de 15 mètres d'altitude masque complètement le sol. C'est donc à l'aveugle que Conrad pose le module lunaire à 6 h 54 min (TU) le 19 novembre 1969. Conrad sait qu'il ne s'est pas posé très loin de Surveyor 3 mais il ne voit pas la sonde spatiale depuis le hublot. Gordon, qui survole peu après le site à bord du module de commande, repère les deux engins et, grâce à son sextant, détermine que le module lunaire s'est posé à un tiers de diamètre du cratère dans lequel Surveyor 3 est situé. Après la mission on mesurera que le module est situé sur le bord nord-ouest du cratère à 163 mètres de la sonde spatiale Surveyor 3. Le site d'atterrissage est baptisé Statio Cognitum[Note 1]. Alors que Neil Armstrong à bord du module lunaire de la mission Apollo 11 avait fait un atterrissage à plus de 7 kilomètres de l'endroit visé en prenant en charge le pilotage sur toute la phase finale, le module lunaire d'Apollo 12 réussit un atterrissage parfait pratiquement sans intervention du pilote[7].

Cette photo prise par l'orbiteur LRO en 2009 montre les différents modules et équipements laissés sur la Lune par la mission Apollo 12 ainsi que les points de passage de Bean et Conrad lors de leurs deux sorties extravéhiculaires.

Bean descend du module lunaire.

Conrad, à côté du drapeau américain, sur la Lune.

Conrad installe les instruments de l'ALSEP (première sortie extravéhiculaire).

Conrad, à côté de Surveyor 3. On aperçoit le module lunaire en arrière-plan (deuxième sortie extravéhiculaire).

Après avoir vérifié le fonctionnement des différents systèmes du module lunaire, Bean et Conrad décrivent la surface lunaire qu'ils peuvent apercevoir à travers les hublots. Le terrain ondulé est criblé de cratères dont la taille s'échelonne entre un et cent mètres de diamètre. Les cratères les plus importants sont bordés de rochers de grande taille. Par ailleurs, de nombreux rochers, atteignant 6 mètres et aux facettes saillantes et non arrondies, parsèment le site. Juste devant le LM, Bean distingue dans le sol lunaire des craquelures parallèles d'environ 3 centimètres de profondeur. L'équipage ne parvient pas à distinguer de couleur : tout paraît uniformément blanc et brillant. Cinq heures et demi après l'atterrissage, Conrad ouvre l'écoutille, se faufile à l'extérieur et descend l'échelle fixée au flanc du module lunaire. Alors qu'il s'apprête à poser le pied sur le sol, il se fend d'une remarque humoristique : « Mon vieux c'était peut-être un petit pas pour Neil mais, pour moi, c'en est un grand ! », faisant allusion à la phrase célèbre prononcée par Neil Armstrong dans les mêmes circonstances (« C'est un petit pas pour [un] homme, [mais] un bond de géant pour l'humanité ») et à sa taille modeste (Conrad, avec son mètre 68 était un des plus petits astronautes de l'époque alors que Neil Armstrong mesurait 1,83 mètre)[7].

Une fois au sol, Conrad fait un tour d'horizon et aperçoit immédiatement Surveyor 3 toute proche. Il constate que le site est recouvert d'une couche de fine poussière beaucoup plus épaisse que prévu. Il ramasse immédiatement des échantillons de roche au cas où un décollage en catastrophe devrait être effectué. Cette tâche accomplie, il est rejoint par Bean qui apporte une caméra de télévision en couleurs et l'installe sur un pied pour qu'elle filme leur sortie extravéhiculaire. Quelques minutes plus tard, le centre de contrôle à Houston leur signale que la caméra ne renvoie aucune image. Après plusieurs essais, les astronautes renoncent à la faire fonctionner. C'est une déception mais la caméra ne jouait pas un rôle majeur dans la mission. Un diagnostic effectué après la mission permettra de découvrir que le tube de la caméra avait été endommagé par une exposition à une source lumineuse trop vive. Bean a dû, sans s'en rendre compte, pointer l'objectif vers le Soleil ou vers sa lumière réfléchie par le module lunaire. Conrad et Bean s'attellent à leurs autres tâches et s'amusent manifestement beaucoup : Conrad glousse et fredonne pendant qu'il examine le module lunaire, recueille et photographie des échantillons de roche et décrit le paysage environnant[7].

Le premier objectif de cette sortie extravéhiculaire est de déployer l'ensemble instrumental ALSEP. Conrad et Bean décident d'installer les instruments scientifiques à 130 mètres du LM et s'y emploient sans rencontrer de difficultés. En revenant vers Intrepid, ils recueillent et documentent de nouveaux échantillons de roches lunaires et Bean collecte un échantillon de sol lunaire dans un tube creux. Quatre heures après le début de la sortie, les deux astronautes réintègrent le module lunaire après avoir tenté de dépoussiérer leur combinaison spatiale. Après une rapide évaluation avec le centre de contrôle des tâches effectuées ainsi qu'une discussion sur le déroulement de la journée suivante, Conrad et Bean déploient leurs hamacs et entament une période de sommeil. Pendant leur repos, les géologues étudient plusieurs scénarios d'exploration pour la journée du lendemain puis mettent au point le scénario de la deuxième sortie extravéhiculaire[7].

Au réveil, Conrad et Bean, à qui on a communiqué les plans établis par les géologues, en discutent avec le centre de contrôle à la lumière de leur sortie de la veille. Ils enfilent et vérifient leur combinaison spatiale puis font le vide dans le module lunaire, ouvrent l'écoutille et descendent sur le sol pour entamer leur deuxième sortie extravéhiculaire. Au cours des quatre heures de cette excursion sur le sol lunaire, ils parcourent plus d'un kilomètre en suivant un tracé reporté sur une photographie à grande échelle tout en échangeant constamment entre eux et avec le centre de contrôle. À Houston, les géologues suivent leur parcours. Les commentaires des astronautes servent à documenter les échantillons collectés. Dans cette région de la Lune pratiquement dépourvue de formation géologique distinctive, la sélection des roches est un exercice difficile. Il n'est pas facile de distinguer les couleurs et les textures et les astronautes tendent à utiliser des termes non scientifiques pour décrire ce qu'ils voient, sans doute pour éviter d'employer des termes géologiques à mauvais escient. Arrivé au niveau d'un cratère baptisé Head, Conrad, à la demande du centre de contrôle à Houston, déloge une roche de taille moyenne et la pousse dans la pente du cratère. Cette opération permet de vérifier que le sismomètre (un des instruments de l'ALSEP), installé à 70 mètres de là, détecte ce déplacement. Près des cratères Bench et Sharp, plusieurs roches sont collectées parce qu'il pourrait s'agir de fragments de socle rocheux éjectés par l'impact à l'origine de ces cratères[7].

Deux heures après le début de la sortie, les astronautes se trouvent au bord du cratère dans lequel repose Surveyor 3. La pente est beaucoup moins raide qu'ils ne l'avaient estimé la veille car les ombres plus longues tendaient alors à accentuer les reliefs. Ils descendent au fond du cratère puis, après s'être approchés de la sonde, prennent des photographies des traces laissées par le souffle des moteurs-fusées et des tranchées creusées par la petite pelleteuse de Surveyor 3. Ces images seront plus tard comparées à celles prises par Surveyor 3 durant sa phase d'activité. Surveyor 3 est le premier et restera le seul objet d'origine humaine examiné par un équipage durant les missions Apollo, et son étude constitue le point d'orgue de la mission de Bean et Conrad. Les deux astronautes constatent d'emblée que la sonde spatiale, blanche à l'origine, est désormais de couleur marron. Toutefois, ayant passé la main sur sa surface, ils constatent qu'il s'agit simplement d'un dépôt de poussière lunaire. Ils démontent la caméra de télévision de Surveyor 3, découpent quelques segments de câble électrique et de la structure tubulaire ainsi que la petite pelle. Ces pièces seront ramenées sur Terre pour analyse au Jet Propulsion Laboratory. Ils se déplacent ensuite vers un autre petit cratère et prélèvent quelques échantillons de roche supplémentaires avant de revenir vers le module lunaire. Les deux hommes réintègrent l'habitacle après la sortie qui a duré 3 heures 59[7].

Bean et Conrad ne se sentent pas fatigués. Il reste 40 % d'oxygène dans leur réservoir individuel et ils ont dépensé 10 % d'énergie de moins que prévu. Bean suggère qu'il aurait aimé pouvoir boire un peu d'eau durant la sortie. Les deux hommes sont couverts de poussière et Conrad annonce en plaisantant au centre de contrôle de Houston qu'ils ressemblent à deux mineurs de retour de la mine de charbon mais qu'ils sont heureux. Il reste environ 6 heures avant le décollage. L'habitacle est dépressurisé une dernière fois pour évacuer sur le sol lunaire les équipements désormais inutiles afin d'alléger au maximum l'étage de remontée. Les astronautes rangent soigneusement les 34 kg de roches lunaires collectés ainsi que la caméra de télévision défectueuse[7].

Le module lunaire Apollo Intrepid décolle sans encombre, abandonnant au sol l'étage de descente. Sur celui-ci, une plaque fixée au train d'atterrissage et représentant la Terre, porte (en acier poli inoxydable sur acier brossé) les inscriptions : APOLLO 12, 1969, ainsi que les noms et signatures des astronautes. Une heure et demie plus tard le module lunaire est en vue du module de commande et de service Apollo avec lequel il a rendez-vous. Lorsque le LM se retrouve en apesanteur à l'issue de la phase propulsée, la poussière lunaire dont les deux hommes n'ont pu se débarrasser se met à flotter dans la cabine. Après l'amarrage des deux vaisseaux, les deux hommes tentent, sans grand succès, d'enlever la poussière qui souille leurs vêtements et les affaires à ramener dans le module de commande pour éviter de contaminer ce dernier. Malgré tous leurs efforts, une quantité notable de poussière lunaire pénètre dans le module de commande et les filtres du système de purification d'air n'en viendront pas à bout[7].

Les écoutilles entre le module lunaire Apollo Intrepid et le module de commande et de service Apollo sont refermées et le module lunaire largué. Pour recueillir des informations sur la structure interne de la Lune grâce au sismomètre, le centre de contrôle télécommande les propulseurs du module lunaire, désormais vide, pour le faire décrocher de son orbite et s'écraser sur le sol lunaire. Intrepid s'écrase sur la Lune à la vitesse de 1,67 km/s à environ 76 kilomètres à l'est-sud-est du sismomètre installé par l'équipage d'Apollo 12 (le 20 novembre 1969 à 3° 56′ N, 21° 12′ O). À la grande surprise des géologues, qui n'avaient jamais observé un tel phénomène sur Terre, le sismomètre enregistre durant près d'une heure les ondes sismiques produites par l'impact. Yankee Clipper boucle encore onze orbites autour de la Lune, durant lesquelles sont prises des photographies des futurs sites d'atterrissage d'Apollo 14 et 15, avant d'allumer la propulsion pour quitter l'orbite lunaire et entamer le voyage de retour vers la Terre qui doit durer trois jours[7].

Amerrissage d'Apollo 12.

Le Yankee Clipper amerrit dans l'océan Pacifique le 24 novembre 1969, à 20 h 58 min UTC à environ 800 km des Samoa américaines, 600 kilomètres à l'est de l'île Pago Pago et à 3,5 kilomètres du porte-avions USS Hornet chargé de récupérer à la fois l'équipage et la capsule. L'amerrissage est particulièrement brutal et, sous le choc, une caméra de 16 millimètres est délogée de son support et frappe violemment Bean, lui ouvrant le front sur 2,5 cm. La blessure, bénigne, lui valut tout de même six points de suture. L'équipage, puis le module, sont récupérés par les marins de USS Hornet à l'aide d'hélicoptères[7].

L'insigne de la mission Apollo 12 évoque l'origine des membres d'équipage : l'US Navy. On y voit un bateau à voile se posant sur la Lune, formant une traînée de feu et portant le drapeau des États-Unis en guise de pavillon. Le nom de la mission, « APOLLO XII » et celui des membres sont inscrits en bleu sur une large bordure dorée, avec un liseré bleu. Le bleu et l'or sont les couleurs traditionnelles de l'US Navy. On peut distinguer quatre étoiles dans l'arrière-plan, une pour chaque astronaute, et une en l'honneur de Clifton Williams, qui décéda le 5 octobre 1967 après une défaillance de son T-38. Il faisait partie de l'équipage suppléant d'Apollo 9 et aurait probablement été aux commandes du module lunaire pour Apollo 12.

Documents de la NASA

• (en) NASA, Apollo 12 press kit, novembre 1969 (lire en ligne)
  Dossier de présentation à la presse de la mission Apollo 12 .
• (en) NASA - Centre spatial Johnson, Apollo 12 mission report, mars 1970 (lire en ligne)
  Rapport officiel de la mission Apollo 12.
• (en) NASA - Centre spatial Johnson, Apollo 12 Preliminary Science Report, 1970 (lire en ligne)
  Rapport scientifique préliminaire de la mission Apollo 17 (document NASA n° SP-330).

Ouvrages de la NASA

• (en) Eric M. Jones et Ken Glover, « Apollo 12 surface journal », sur Apollo Surface Journal, NASA
  Portail regroupant l'ensemble des documents officiels disponibles sur le déroulement de la mission Apollo 12 à la surface de la Lune ainsi que la transcription des échanges radios.
• (en) David Woods et Lennox J. Waugh, « The Apollo 12 Flight Journal », sur Apollo Flight Journal, NASA, 2009
  Déroulement de la mission Apollo 12 durant les phases de vol : transcription des échanges radios associée à des explications de spécialistes.
• (en) W. David Compton, Where No Man Has Gone Before : A History of Apollo Lunar Exploration Missions, 1989 (lire en ligne)
  Histoire du projet scientifique associé au programme Apollo (document NASA n° Special Publication-4214).

Autres ouvrages

• (en) W David Woods, How Apollo flew to the Moon, New York Chichester, U.K, Springer Verlag Published in association with Praxis Pub, 2008, 412 p. (ISBN 978-0-387-71675-6, OCLC 154711858, BNF 41068536, LCCN 2007932412)
  Déroulement détaillé d'une mission lunaire Apollo.
• (en) David M Harland, Exploring the moon The Apollo Expeditions, Chichester, Springer Praxis, coll. « space exploration », 2008, 2^e éd., 403 p. (ISBN 978-0-387-74638-8 et 978-0-387-74641-8, OCLC 233971448, BNF 41150292, LCCN 2007939116, présentation en ligne)
  Déroulement détaillé des séjours lunaires des missions Apollo avec nombreuses illustrations, contexte géologique détaillé et quelques développements sur les missions robotiques de cette période.
• (en) David M Harland et Richard W. Orloff, Apollo : The Definitive Sourcebook, Springer Praxis, 2006, 633 p. (ISBN 978-0-387-30043-6, LCCN 2005936334)
  Ouvrage de référence des principaux faits et dates des missions Apollo.
• (en) Richard W. Orloff (NASA), Apollo by the numbers : A Statistical Reference, Washington, National Aeronautics and Space Administration, 2000-2004 (ISBN 978-0-16-050631-4, OCLC 44775012, LCCN 00061677, lire en ligne).
  Un grand nombre de statistiques sur le programme Apollo, mesures anglo-saxonnes (NASA SP-2000-4029)

• Programme Apollo
• Apollo 11
• Surveyor 3
• Module lunaire Apollo
• ALSEP

• (en) Panoramas de la surface lunaire, à partir des photos d'Apollo (QTVR)
• (en) Carte des activités lunaires d'Apollo 12
• (en) Encyclopedia Astronautica : « Apollo 12 »
• (en) NASA NSSDC Master Catalog