Little Joe (fusée)

Huit vols ont été effectués : quatre tests sont des échecs dont deux imputables au lanceur. Les lancements ont tous eu lieu au Wallops Flight Facility.

Le premier vol de la Little Joe (LJ-1) devait intervenir le 21 août 1959. Il emporte une maquette de la capsule Mercury et une tour de sauvetage fonctionnelle. Son objectif est de tester le fonctionnement de la tour de sauvetage dans les conditions de pression aérodynamique les plus sévères à Max Q. Mais le moteur-fusée de la tour se déclenche accidentellement au sol, 35 minutes avant l'heure du décollage, en arrachant la maquette de la capsule Mercury et en laissant le lanceur au sol. L'origine de ce faux départ est un courant « vagabond ».

En octobre 1959 de la même année, le lanceur qui n'avait pu être mis à feu en août est reconditionné et lancé cette fois avec une tour de sauvetage inerte pour valider le fonctionnement de la fusée. Les propulseurs à poudre Pollux sont allumés en deux temps pour obtenir la durée de vol propulsée la plus longue. Le vol LJ-6 monte jusqu'à une altitude de 74 km en deux minutes et demie puis la fusée est détruite par commande à distance démontrant le bon fonctionnement de l'ensemble.

Le lanceur Little Joe ayant été qualifié, le vol LJ-1A programmé en novembre 1959 tente à nouveau de tester le comportement de la tour de sauvetage à Max Q. Malheureusement la mise à feu de celle-ci se déclenche 10 secondes trop tard alors que la pression aérodynamique est le dixième de celle prévue pour les tests. La séquence de séparation, d'ouverture des parachutes et d'amerrissage se déroulent par contre de manière nominale. La qualification de la tour de sauvetage est remise à plus tard car deux vols ayant d'autres objectifs sont déjà programmés.

Le vol suivant, LJ-2, doit tester le comportement d'un être vivant durant un vol spatial. À cet effet la capsule emporte Sam un macaque rhésus dans le cadre d'une expérience préparée par l'École de médecine aérospatiale ainsi que des graines, des préparations de cellules nerveuses, etc. Il s'agit surtout de tester l'effet de l'apesanteur mais également celui du rayonnement à haute altitude. Le vol doit également permettre de tester le fonctionnement de la tour de sauvetage à haute altitude et à grande vitesse ainsi que le comportement du bouclier thermique durant la rentrée dans l'atmosphère. Le 4 décembre 1959, le lanceur atteint l'altitude de 30 km à la fin de la phase propulsée. La capsule s'en détache et sur sa lancée, et aidée par le propulseur de la tour de sauvetage, parvient à se hisser à 98 km d'altitude, toutefois 30 km en dessous de l'altitude visée. Sam subit trois minutes d'apesanteur et est récupéré vivant après un séjour en mer de près de 6 heures, le temps que le destroyer chargé de sa récupération repère la capsule. Le vol est un succès.

En janvier 1960, le vol LJ-1B permet enfin de tester le fonctionnement de la tour de sauvetage à Max Q dans des conditions nominales. La capsule emporte Miss Sam un macaque rhésus qui doit réaliser des tests destinés à prouver l'aptitude des futurs astronautes durant les phases de vol les plus sévères. Lorsque le lanceur parvient à 17 km d'altitude en atteignant une vitesse de mach 3, la tour de sauvetage se déclenche et arrache la tour de la fusée en fournissant un delta-v supplémentaire de 75 m/s. Le vaisseau amerrit 8 minutes et demie après son envol et le singe est ramené en hélicoptère à son point de départ 45 minutes après le décollage. L'analyse du vol démontre que le singe a convenablement rempli sa tâche sauf durant les 30 secondes qui ont suivi le déclenchement du propulseur de la tour de sauvetage ce qui jette un doute sur la capacité des astronautes à réagir en cas de problème à l'ouverture du parachute[4].

Le vol LJ-5 en novembre 1960 emporte la première capsule Mercury de série, qu'elle doit qualifier. Le vol est un échec : le moteur-fusée de la tour de sauvetage se déclenche de manière prématurée 15 secondes après le décollage et la capsule refuse de se séparer du lanceur[5]. Les deux incidents resteront inexpliqués. Le vol LJ-5A de mars 1961 est une répétition du vol LJ-5 en simulant les conditions de vol d'un vaisseau Mercury propulsé par une fusée Atlas. Mais le problème rencontré durant le vol précédent se reproduit : allumage prématuré du moteur de la tour de sauvetage et échec de la séparation du lanceur et de la tour de sauvetage. Le moteur de séparation de la capsule, utilisé normalement à l'issue de la phase propulsé, est alors mis à feu pour réaliser la séparation mais dans des conditions très différentes de celles prévues : la capsule bascule sur le côté, manque d'être percutée par le lanceur, perd la tour de sauvetage ainsi que le compartiment de l'antenne et déclenche dans des conditions hors normes l'ouverture des parachutes principal et de réserve. La capsule amerrit normalement et est récupérée pratiquement intacte[6].

La dernière fusée Little Joe disponible est lancée en avril 1961. La pression sur les équipes est considérable. Le vol LJ-5B réutilise la capsule Mercury du vol précédent qui a été reconditionnée. Le système de séparation avec le lanceur a été revu et des vérifications poussées ont été effectuées pour s'assurer que le moteur de la tour de sauvetage ne se déclenchera pas de manière prématurée. Lorsque la fusée s'élance, les témoins se rendent compte que l'un des propulseurs à poudre du lanceur ne s'est pas allumé ce qui modifie complètement la trajectoire qui est beaucoup plus basse que planifiée. Lorsque le moteur de la tour de sauvetage est mis à feu au moment programmé, l'altitude atteinte est relativement basse et en conséquence la pression aérodynamique est deux fois plus élevée que celle prévue. Néanmoins la séparation, le déploiement des parachutes et l'amerrissage se déroulent de manière nominale ce qui qualifie le fonctionnement de la tour de sauvetage dans des conditions de fonctionnement beaucoup plus sévères que celles qu'elle devrait rencontrer[7].

Cinq vols ont lieu entre 1963 et 1966 au White Sands Missile Range (Nouveau-Mexique) au milieu du continent nord-américain : l'atterrissage des vaisseaux Apollo utilisés pour les tests a donc lieu sur le sol ferme. Le premier lancement en août 1963 permet de qualifier la fusée qui suit une trajectoire identique à celle du premier vol opérationnel programmé : la fusée emporte une charge utile simulant la masse et l'aérodynamisme du vaisseau Apollo et de la tour de sauvetage.

Le premier lancement opérationnel A001, qui emporte une maquette du vaisseau, doit permettre de qualifier le fonctionnement de la tour de sauvetage dans des conditions de pression aérodynamique maximum à vitesse subsonique. Le test est un succès. A002 est le premier vol utilisant un lanceur doté d'ailerons mobiles. L'objectif de la mission était de tester le fonctionnement de la tour de sauvetage dans des conditions de pression aérodynamique maximum (Max Q à mach 1,5). Les objectifs secondaires sont de tester le système de protection thermique du vaisseau qui le protège des gaz éjectés par la tour de sauvetage ainsi que l'empennage canard de la tour permettant d'écarter le vaisseau durant l'éjection.

Le troisième lancement A003 a comme objectif de tester le fonctionnement de la tour de sauvetage à très haute altitude (33 km). Une des gouvernes du lanceur se bloque 2 secondes après le lancement et la fusée est détruite de manière prématurée au bout de 26 secondes, alors qu'elle se trouve à moins de 2 km d'altitude. Sous la pression aérodynamique, le vaisseau se détache du lanceur, perd la tour de sauvetage mais réussit à déployer ses parachutes et à effectuer un atterrissage en douceur.

Le dernier test (A004) emporte un vaisseau Apollo de série ; il est destiné à qualifier le fonctionnement de la tour de sauvetage dans des conditions combinant forte pression aérodynamique et grande vitesse (mach 2,5). Le test est un succès[15].