PROGRAMME MERCURY (3).

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Déroulement d'une mission Mercury Atlas

Mise en orbite

Les missions Mercury lancées par une fusée Atlas sont les seules qui ont placé la capsule Mercury en orbite. Le lancement démarre avec la mise à feu du moteur-fusée principal de la fusée Atlas et des moteurs des deux boosters. Le lancement met en route l'horloge de bord qui permet le déclenchement séquentiel et automatique de toutes les opérations de la mission (séparation des étages, mise à feu des moteurs avant la rentrée atmosphérique, déploiement des parachutes, etc...). Les moteurs des boosters sont largués au bout de 125 secondes (B sur le schéma ci-contre) et 20 secondes plus tard la tour de sauvetage est désolidarisée du vaisseau (C) puis ses propulseurs à poudre sont allumés pour l'écarter de la trajectoire de la fusée. La phase propulsée s'arrête 285 secondes après le décollage. Lorsque l'accélération est tombée à moins de 0,2 g des boulons explosifs désolidarisent le lanceur et la capsule Mercury puis trois petites fusées de séparation situées à l'arrière du vaisseau sont brièvement mises à feu pour écarter celui-ci de la fusée (D).

En orbite

Avec ses moteurs d'orientation le vaisseau effectue alors une rotation de 180° : il progresse désormais avec sa pointe tourné vers l'arrière avec un inclinaison négative en tangage de 34° (E) : il adopte ainsi la position de mise à feu des rétrofusées au cas où la mission devait être rapidement interrompue. L'astronaute est donc tourné vers l'arrière et il restera dans cette position jusqu'à l'amerrissage. Le vaisseau est désormais placé sur une orbite elliptique aux caractéristiques suivantes (à quelques kilomètres près selon les missions) : apogée 260 km, périgée 165 km, périodicité 88 minutes (une orbite est bouclée en environ 1 heure 30), inclinaison 32,5°.

La rentrée atmosphérique

Lorsque la mission en orbite est achevée, la rentrée dans l'atmosphère est déclenchée soit manuellement par l'astronaute ou les contrôleurs au sol, soit automatiquement grâce à l'horloge de bord qui permet au calculateur embarqué de déterminer le moment précis de la mise à feu des rétrofusées afin d'amerrir dans la zone de récupération planifiée. Le déclenchement des rétrofusées doit se faire alors que la capsule est située à 5 500 km de la verticale du lieu d'amerrissage. Le calculateur de bord vérifie avant de mettre à feu les trois rétrofusées que l'orientation de la capsule est correcte ; celle-ci doit être orientée « pointe en arrière » avec une inclinaison négative de 34° (F). Une fois que le vaisseau a été décéléré, les courroies qui maintiennent les rétrofusées contre le bouclier thermique sont cisaillées par un dispositif pyrotechnique et le container de fusées est écarté de la capsule grâce un système de ressort^[22]. Le vaisseau entame alors sa rentrée atmosphérique avec un angle de rentrée négatif qui est maintenu à 1,5° avec une décélération qui peut culminer à 11 g (G).

L'amerrissage

Le baromètre de bord informe le calculateur de bord lorsque l'altitude devient inférieure à 6 km . Celui-ci met alors à feu un mortier qui déploie un premier petit parachute de 2 mètres de diamètre chargé de stabiliser la capsule (H) ainsi que des paillettes métalliques qui doivent permettre son repérage par les radars des navires chargés de sa récupération. À 3 km d'altitude le compartiment de l'antenne situé au sommet de la capsule est séparé de celle-ci par un dispositif pyrotechnique et déclenche l'extraction du parachute principal de 20 mètres de diamètre (I). Si celui-ci ne s'ouvre pas complètement un parachute de réserve de même taille peut être déployé. Quelques secondes plus tard le calculateur de bord déclenche à l'aide d'un système pyrotechnique la séparation du bouclier thermique : celui-ci reste accroché sous la capsule via une jupe caoutchoutée percée d'orifices formant un matelas qui doit permettre d'amortir le choc de l'amerrissage (J). Après l'amerrissage, les parachutes sont automatiquement largués, une antenne est déployée pour permettre l'émission d'un signal de repérage (K), une lampe-flash située sur le compartiment à parachute et d'une portée de 40 milles nautiques (de nuit) est allumée.

Les astronautes du programme Mercury

En janvier 1959, alors que le programme est bien avancé, la NASA fige, après de longs débats, les critères de recrutement des premiers astronautes américains ; ceux-ci doivent avoir moins de 40 ans, mesurer moins de 1,81 mètre, être en bonne condition physique, être diplômé d'une université et d'une école de pilote d'essai, avoir une expérience du vol sur avion à réaction et plus de 1 500 heures de vol à leur actif.

Le président Eisenhower avait autorisé la NASA à recruter ses astronautes dans le vivier des pilotes militaires. Plus de 500 dossiers sont examinés dont 110 entrent dans les critères de sélection. Un nombre important des pilotes retenus se dirent intéressés par cette nouvelle aventure. Par ailleurs des volontaires, dont les dossiers n'avaient pas été consultés, posent spontanément leur candidature. Devant cet engouement la NASA renonce à recruter deux fois plus de candidats que de postes à pourvoir mesure prévue pour faire face aux défections durant la phase d'entraînement. Après une batterie de tests techniques, psychologiques et médicaux passés sous la houlette d'un comité composé de psychologues, de psychiatres, médecins et pilotes, sept candidats sont finalement retenus. Ce sont dans l'ordre des vols effectués :

Alan B. Shepard, Jr. : effectue le premier vol habité du programme Mercury 3 (vol suborbital)
Virgil Grissom : réalise le deuxième vol suborbital (Mercury 4)
John H. Glenn. Jr. : premier astronaute américain à effectuer un vol orbital (Mercury 5)
Scott Carpenter : deuxième astronaute américain à effectuer un vol orbital (Mercury 6). Réalise 3 orbites comme son prédécesseur
Walter M. Schirra, Jr. : reste deux fois plus longtemps en orbite que ses prédécesseurs (9 heures)
L. Gordon Cooper, Jr. : réalise un vol de longue durée de 34 heures (22 orbites)
Donald K. « Deke » Slayton : interdit de vol après la découverte d'un problème de santé (troubles du rythme cardiaque)

Il s'écoulera deux ans avant que le premier d'entre eux puisse voler. En attendant ce premier vol les astronautes sont soumis à un entraînement physique particulièrement rigoureux ; séances en centrifugeuse pour se préparer aux fortes accélérations, dans le MASTIF (un espèce de manège pivotant à grande vitesse dans les trois dimensions) pour pouvoir réagir en cas de dysfonctionnement du système d'orientation de la capsule, longues séances dans des simulateurs de vol reproduisant le déroulement d'une mission. Ils sont également fortement impliqués dans le développement de la capsule Mercury et de ses lanceurs ; chaque astronaute participe à la conception d'un sous-ensemble et suit sa réalisation. Les astronautes américains sont plus âgés et plus expérimentés que leurs homologues soviétiques. Contrairement à ces derniers, dont l'existence n'est portée à la connaissance du public qu'une fois leur vol effectué, les astronautes américains devinrent des héros et des personnalités publiques très recherchées dès leur recrutement ; le magasine Time signa un contrat de la coquette somme de 500 000 $ contre l'exclusivité de leur histoire, General Motors fournit à chaque astronaute une automobile Chevrolet Corvette pour un dollar symbolique, etc...

Chronologie des missions Mercury

Les essais en vol

Les missions habitées ont été précédées, entre 1959 et 1961, d'essais en vol ; ceux-ci sont destinés à mettre au point le vaisseau Mercury, la tour de sauvetage ainsi qu'à s'assurer que l'homme peut supporter les conditions rencontrées dans l'espace. Ces vols sont réalisés avec trois types de lanceurs : la fusée Little Joe aux capacités limitées mais peu coûteuse, laMercury-Redstone qui ne peut effectuer que des vols suborbitaux et la fusées Atlas.

*Liste des essais en vol dans l'ordre chronologique*
Désignation de la mission	Lanceur	Code	Date de lancement	Durée	Commentaire
Mercury-Jupiter	Jupiter				Vol suborbital annulé en juillet 1959
Little Joe 1	Little Joe	LJ-1	21 août 1959	00d 00h 00m 20s	Test de déclenchement de la tour de sauvetage dans des conditions de pression aérodynamique maximum (Max Q). Échec : mise à feu de la tour de sauvetage avant le mlancement.
Big Joe 1	Atlas 10-D	Big Joe 1	9 septembre 1959	00j 00h 13 m	Test du bouclier thermique et du système de déploiement des parachutes (vol balistique). Succès.
Little Joe 6	Little Joe	LJ-6	4 octobre 1959	00j 00h 05 m 10s	Test de l'aérodynamisme et des commandes de vol du vaisseau Mercury (vol balistique). Succès.
Little Joe 1A	Little Joe	LJ-1A	4 novembre 1959	00j 00h 08 m 11s	Identique à LJ-1. Échec : la tour de sauvetage a été mise à feu trop tard.
Little Joe 2	Little Joe	LJ-2	4 décembre 1959	00j 00h 11 m 06s	Test du déclenchement de la tour de sauvetage à haute altitude ainsi que déploiement des parachutes (vol balistique culminant à 85 km). Succès. Embarque le singe Sam.
Little Joe 1B	Little Joe	LJ-1B	21 janvier 1960	00j 00h 08 m 35s	Lancement du singe Miss Sam à une altitude 15 kilometres.
Beach Abort	Tour de sauvetage Mercury	Beach Abort	9 mai 1960	00j 00h 01 m 31s	Test de la tour de sauvetage.
Mercury-Atlas 1	Atlas	MA-1	29 juillet 1960	00j 00h 03 m 18s	Premier vol de la capsule Mercury et du lanceur Atlas.
Little Joe 5	Little Joe	LJ-5	8 novembre 1960	00j 00h 02 m 22s	Premier vol d'un vaisseau Mercury de série.
Mercury-Redstone 1	Mercury-Redstone	MR-1	21 novembre 1960	00j 00h 00 m 02s	Échec au lancement à la suite d'un problème électrique.
Mercury-Redstone 1A	Mercury-Redstone	MR-1A	19 décembre 1960	00j 00h 15 m 45s	Premier vol conjoint d'un vaisseau Mercury et d'une fusée Mercury-Redstone.
Mercury-Redstone 2	Mercury-Redstone	MR-2	31 janvier 1961	00j 00h 16 m 39s	Lancement du chimpanzé Ham pour un vol suborbital.
Mercury-Atlas 2	Atlas	MA-2	21 février 1961	00j 00h 17 m 56s	Test de la capsule Mercury et du lanceur Atlas.
Little Joe 5A	Little Joe	LJ-5A	18 mars 1961	00j 00h 23 m 48s	Test du déclenchement de la tour de sauvetage durant la phase de lancement la plus critique. dans des conditions de pression aérodynamique maximum. Échec suite à un déclenchement prématuré du moteur de la tour de sauvetage
Mercury-Redstone BD	Mercury-Redstone	MR-BD	24 mars 1961	00j 00h 8 m 23s	Développement du lanceur Mercury-Redstone. Validation des corretions apportées après les vols MR-1 et MR-2. Succès.
Mercury-Atlas 3	Atlas	MA-3	25 avril 1961	00j 00h 07 m 19s	Première tentative de vol orbital de la capsule Mercury et du lanceur Atlas. Échec du lanceur, mais test réussi pour la tour de sauvetage.
Little Joe 5B	Little Joe	AB-1	28 avril 1961	00j 00h 05 m 25s	Test du déclenchement de la tour de sauvetage durant la phase de lancement la plus critique. Succès malgré la défaillance partielle du lanceur.
Mercury-Atlas 4	Atlas	MA-4	13 septembre 1961	00j 01h 49 m 20s	Premier vol orbital réussi de la capsule Mercury et du lanceur Atlas.
Mercury-Scout 1	Scout	MS-1	1 novembre 1961	00j 00h 00 m 44s	Test du réseau de poursuite Mercury. Échec à la suite d'une erreur de montage du lanceur^[28].
Mercury-Atlas 5	Atlas	MA-5	29 novembre 1961	00j 03h 20 m 59s	Qualification de tous les systèmes, du réseau de poursuite et du déploiement des parachutes (vol orbital). Succès mais la mission prévue pour trois orbites doit être interrompue au bout de deux à cause de défaillances dans le système de contrôle automatique de l'orientation (ASCS). Emporte le chimpanzé Enos.