Le 18 février 1977, le Boeing 747 SCA effectuait le premier vol porté du programme ALT - c'est dire le premier vol avec la navette Enterprise sur le dos.
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| (1er vol porté / Enveloppe signée par le commandant du Boeing SCA Fitz Fulton) |
L'occasion pour nous et pour célébrer ce 40ème anniversaire de revenir sur cette partie importante du programme Space Shuttle.
DECISION DE LA CREATION D’UNE NAVETTE SPATIALE
1969… Année de gloire pour la NASA. Le premier débarquement sur la Lune, par la mission Apollo 11, consacre les Etats-Unis comme vainqueur de la course à l’Espace engagée en 1957.
La NASA avait rempli sa mission. Elle était en droit de penser qu’elle pourrait continuer sur sa lancée l’ambitieux programme qu’elle avait dans ses cartons, comme une Station Spatiale, ou un débarquement sur la Planète Mars.
En octobre 1969, l’Administrateur de la NASA, Thomas O. Paine, reçût un terrible choc. Le budget prévisionnel de la NASA pour l’année fiscal 1971, est en nette régression.
La NASA remettra à plus tard ses rêves de Conquête Spatiale.
On décida donc de monter un Projet qui serait un compromis entre l’austérité financière et la continuité du savoir-faire spatial des Etats-Unis.
Le projet d’une navette réutilisable donnait une image cohérente d’une conquête spatiale économique et rentable.
A défaut de Station Spatiale à desservir, la Navette pourrait supplanter les fusées dans la mise en place de satellites scientifiques, commerciaux, voire militaires. Ainsi, et ce qui fait la particularité de la Navette, l’entretien de ces mêmes satellites en orbite.
Depuis 1958, l’ U S Air Force cherchait un moyen d’envoyer ses hommes dans l’Espace. Le Président Eisenhower avait décidé lors de la création de la NASA, cette même année, que seule une administration civile serait habilitée à envoyer des hommes dans l’espace.
L’ US Air Force avait participé avec la NASA au Programme X-15. En 1963, le Programme DYNASOAR est annulé. En 1969, le Ministre de la Défense annule le Programme MOL (construction d’un laboratoire orbital militaire).
L’ USAF décide donc de signer un protocole de coopération avec le NASA dans le cadre d’un futur Programme Navette.
Le soutien et le rapprochement avec l’ USAF était vital pour la NASA du point de vue économique. Le développement d’un tel projet s’élevait à une dizaine milliards de dollars, soit 5 ans environ du budget total de la NASA (Budget 1971).
Pour l’ USAF, c’était tout bénéfice. Un investissement moindre et enfin un pas dans l’Espace. Si le Pentagone entrait dans l’Espace sans trop de dépenses, elle imposa les caractéristiques opérationnelles de la Navette qui en déterminèrent l’aspect actuel.
En fait l’ USAF exigea que la Navette soit capable d’emporter 29 tonnes en orbite basse, et que la soute originelle soit portée de 4,6 mètres à 18,3 mètres. De plus, la navette devait être capable de décoller et d’atterrir à la Base Vandenberg, pour une utilisation en orbite polaire.
En fait l’ USAF exigea que la Navette soit capable d’emporter 29 tonnes en orbite basse, et que la soute originelle soit portée de 4,6 mètres à 18,3 mètres. De plus, la navette devait être capable de décoller et d’atterrir à la Base Vandenberg, pour une utilisation en orbite polaire.
Jusqu’en juillet 1970, la NASA imaginait une navette sous les traits d’un Lifting Body, mais les exigences de l’ USAF amena la NASA à retenir un avion spatial à aile delta. L’énorme soute demandée pour les charges utiles était pratiquement impossible à aménager dans un Lifting Body.
2 types de projet avaient été retenus. Le premier, un projet de navette entièrement réutilisable (à un étage décollant du sol ou à 2 étages entièrement réutilisables), qui fût très vite remplacé par une ‘’Navette au rabais’’, pour causes de restrictions budgétaires.
L’ USAF avait tellement confiance dans ce programme, qu’elle arrêta en 1971, le développement d’un lanceur pour succéder à la Titan III. Décision qui eût, hélas, de graves répercussions après l’explosion de Challenger.
Le 5 janvier 1972, le Président Richard Nixon, signe la Convention lançant la création officielle du Programme STS : Space Transportation System.
La Navette Spatiale était née. . .
Les Lifting Body
Entre 1963 et 1975, la NASA teste une flotte de ‘’Lifting Body’’ qui volèrent au NASA Flight Research Center (renommé Dryden Flight Research Center en 1976, en hommage à Hugh L. Dryden) à Edwards, en Californie pour démontrer et tester les capacités de vol (dans l’atmosphère) de véhicules sans ailes, les ‘’Lifting Body’’ ou corps portant.
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| (Enveloppe signée par Hugh Dryden) |
Ces ‘’Lifting Body’’ étaient conçus pour revenir de l’Espace et atterrir comme un avion sur un site d’atterrissage pré-désigné.
Ces avions uniques, aux formes aérodynamiques si particulières, furent le M2-F1, M2-F2, M2-F3, HL-10, X-24A et X-24B.
Les informations et les données recueillies de ce programme ont directement contribuées au développement tant de la Navette Spatiale, que du X-33 ou X-38, que des formes aérodynamiques d’avions ailés.
L’ajout d’ailerons et l’amélioration des commandes de vol permirent aux pilotes le contrôle et la stabilisation de leur avion lors de leur trajectoire de vol.
Tous, sauf le M2-F1, ont été motorisés par le moteur-fusée XLR-11, moteur déjà utilisé pour les vols du Bell X-1. Ils étaient largués par des Boeing B-52. Le M2-F1, prototype léger, était lui non-motorisé.
HISTORIQUE
C’est en 1957, que le Dr Alfred J. EGGERS, alors assistant du directeur Research and Development Analysis and Planning (devenu plus tard le NASA Ames Research Center de Moffet Field, Californie) conçoit la théorie du concept des ‘’Lifting Body).
La NASA a étudié très tôt les problèmes aérodynamiques rencontrés par les ‘’têtes’’ de missile lors de leur rentrée dans l’atmosphère.
H. Julian Allen, un autre ingénieur du Ames Center, détermina, que la tête d’un missile devait avoir une pointe de forme émoussée pour supporter la chaleur causée par le retour de l’espace. Eggers calcula que la pointe du nez ainsi légèrement émoussée permettait de garder un ‘’aérodynamisme de vol’’ qui permettait donc un meilleur guidage et une meilleur efficacité grâce à une trajectoire balistique.
H. Julian Allen, un autre ingénieur du Ames Center, détermina, que la tête d’un missile devait avoir une pointe de forme émoussée pour supporter la chaleur causée par le retour de l’espace. Eggers calcula que la pointe du nez ainsi légèrement émoussée permettait de garder un ‘’aérodynamisme de vol’’ qui permettait donc un meilleur guidage et une meilleur efficacité grâce à une trajectoire balistique.
Ces études d’Eggers, Allen et d’autres, permirent la conception d’un ‘’nez’’ modifié appelé M-2. Cette configuration et celle, plus tard, des Lifting Body, permirent à ceux-ci d’être aisément manœuvrables tant du point de vue latérale et longitudinale pour le retour sur Terre. Technique plus efficace que les retours des capsules Mercury, Gemini et Apollo d’alors.
En 1962, Paul Bikle, Directeur du FRC approuve le programme de construction d’un prototype, non motorisé, d’un avion sans ailes. Le concept du ‘’Lifting Body’’ est né.
Ce premier prototype qui ressemblait à une ‘’baignoire volante’’ pris le nom de code M2-F1. Il fût construit en bois, par Gus Briegleb, un constructeur de planeur de El Mirage, en Californie. Le fuselage de bois était assemblé autour charpente d'acier fabriquée par le FRC. L’assemblage final fût effectué en 1963.
Ce premier prototype qui ressemblait à une ‘’baignoire volante’’ pris le nom de code M2-F1. Il fût construit en bois, par Gus Briegleb, un constructeur de planeur de El Mirage, en Californie. Le fuselage de bois était assemblé autour charpente d'acier fabriquée par le FRC. L’assemblage final fût effectué en 1963.
‘’LES POIDS LOURDS’’
Le succès du programme M2-F1 amena la NASA le développement et la construction de 2 Lifting Body ‘’Lourd’’ basées sur les études réalisées par les Ames et Langley Center.
Le M2-F2 et le HL-10 furent construit par Northrop.
Le M représente ‘’Manned’’ (habité) et F ‘’Flight’’ (vol) pour le M2-F2. HL signifie ‘’Horizontal Landing’’ et 10 est le 10ème modèle de Lifting Body étudié par Langley.
Le M2-F2 et le HL-10 furent construit par Northrop.
Le M représente ‘’Manned’’ (habité) et F ‘’Flight’’ (vol) pour le M2-F2. HL signifie ‘’Horizontal Landing’’ et 10 est le 10ème modèle de Lifting Body étudié par Langley.
L’US Air Force s’intéressa plus tard aux Lifting Body, et fit construire un troisième prototype par Martin Company, le X-24. Une version modifié sera construite pour un programme de recherches conjoint avec la NASA à Dryden.
M2-F2
Le premier vol du M2-F2 qui ressemblait beaucoup au M2-F1, eût lieu le 12 juillet 1966. Milton O. Thompson était le pilote. Thompson fût largué par le même B-52 modifié pour porter les Lifting Body, qui effectua les lancements du X-15. Accroché sous l’aile, Thompson effectua son premier vol après avoir été largué à 45 000 pieds.
Le 10 mai 1967, lors du 16ème vol d'un M2-F2, un terrible accident à lieu à l'atterrissage blessant gravement son pilote Bruce Peterson (c'est le crash que l'on voit dans le générique de la série L'Homme qui valait 3 milliards).
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M2-F3
Les pilotes de la NASA estimèrent que le M2-F2 avait des problèmes de contrôle de latéralité même si on avait amélioré le système de contrôle de stabilité.
Lorsque le M2-F3 fût reconstruit à Dryden, et rebaptisé M2-F3, on ajouta une 3ème dérive verticale entre les 2 dérives arrières pour améliorer la stabilité. Bill DANA, pilote de la NASA, effectua le 1er vol le 2 juin 1970.
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| (Vol du 2 novembre 1970 signé par le pilote Jerry Gentry) |
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| (1er vol supersonique le 25 août 1971 signé par le pilote Bill Dana) |
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| (Vol du 1er novembre 1972 signé par le pilote John Manke) |
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| (Vol du 9 novembre 1972 signé par le pilote Cecil Powell) |
Lors de ses 27 missions, le M2-F3 atteignit la vitesse maximum de Mach 1.6. Bill Dana en était le pilote le 13 décembre 1972.
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| (Vol du 13 décembre 1972 signé par le pilote Bill Dana) |
Le 20 décembre 1972, lors du dernier vol du programme, le pilote de la NASA John Manke, monta à l’altitude record de 71 500 pieds.
HL-10
Le HL-10 fût livré au FRC par Northrop en juin 1966. Bruce Peterson effectua le 1er vol le 22 décembre de la même année.
Le HL-10 vola 37 fois et établit plusieurs records pendant son programme de vol. Le 18 février 1970, le pilote de l’US Air Force, le Maj. Peter Hoag, atteignît la vitesse de Mach 1,86, la plus grande vitesse atteint par un Lifting Body. 9 jours plus tard, Bill Dana, monta à 90 303 pieds d’altitude, devenant la plus haute altitude obtenue par Lifting Body. Le HL-10 fût aussi le premier Lifting Body à effectuer un vol supersonique le 9 mai 1969, avec John Manke aux commandes.
Le HL-10 avait un fond plat et un haut arrondi. Dans sa configuration finale, il avait 3 dérives dorsales afin d’améliorer les capacités de vol de l’appareil.
Il avait 6,40 mètres de long pour une envergure de 4,14 mètres. Son poids était de 2 936 kgs et son poids maximum fût de 4 535 kgs.
Les vols du HL-10 contribuèrent grandement à la conception de la navette spatiale (sans les moteurs qui ont été utilisés pour les retours). Le dernier vol eût lieu le 17 juillet 1970.
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| (Vol du 6 juin 1969 signé par le pilote Peter Hoag) |
Le HL-10 est aujourd’hui exposé à Dryden.
X-24A
Construit pour l’US Air Force par Martin Company, le X-24A était un véhicule en forme d’ampoule, avec 3 ailerons verticaux pour le contrôle de l’avion. Il pesait 2 844 kgs sans carburant, pour une longueur de 7,30 mètres et une envergure de 4,26 m.
C’est le 17 avril 1969, que le Maj Jerault GENTRY, de l’US Air Force, accomplît le premier vol libre. C’est également Gentry qui accomplît le premier vol motorisé le 19 mars 1970.
Il vola 28 fois, et comme le programme HL-10, le programme X-24 valida le concept d’une navette spatiale qui peut revenir sur Terre non-motorisée..
John Manke atteignit Mach 1,6. Il atteignit aussi 71 400 mètres d’altitude lors du dernier vol du X-24 le 4 juin 1971.
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| (Dernier vol signé par le pilote John Manke) |
X-24B
Le X-24B est la dernière génération des Lifting Body (avant l’ère des navettes). Il résulte de l’évolution et des améliorations apportées grâce aux données recueillis lors de tous les vols de Lifting Body.
Parmi tous les vols du X-24B, il faut retenir 2 vols. Ces vols, effectués par John Manke et le Maj de l’USAF Mike Love montrèrent la capacité de faisabilité des atterrissage sans moteur. Ce qui contribua grandement à la conception de la Navette Spatiale.
Après avoir été largué par le ‘’Vaisseau-Mère’’, le B-52, d’une altitude de 13 700 m, le réacteur XLR-11 était allumé et amenait l’avion à une vitesse de 1 770 km/h et à une altitude de 18 à 22 000 m. Une fois le moteur coupé, les pilotes commençaient à descendre vers la Base d’Edwards. Au moment de l’approche finale, ils augmentaient leur vitesse de descente en s’inclinant fortement, et touchaient le sol à 320 km/h, exactement pareil aux procédures d’approches et d’atterrissage qu’utilisent de nos jours la Navette Spatiale.
Le 25 octobre 1974, Mike Love atteignit Mach 1,76. Pour la plus haute altitude, c’est John Manke qui monta à 22 370 mètres le 22 mai 1975.
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Bill Dana effectua le dernier vol motorisé le 23 septembre 1975. Ce fût aussi le dernier vol d’un avion-fusée à Dryden. Dana avait déjà effectué les dernier vol du X-15 quelques années plus tôt (même s'il y eut encore 6 vols non motorisés de X-24 jusqu'au 26 novembre 1975).
Dick Scobee, le futur commandant de la navette Challenger qui explosa en 1986, était un des pilotes du programme X-24B.
Quelques timbres ont rendu hommage à ces différents programmes de Lifting Body
Suite du développement
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| (Dernier vol motorisé signé par le pilote Bill Dana) |
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| (Dernier vol d'un X-24B signé par le pilote Tom McMurtry) |
Dick Scobee, le futur commandant de la navette Challenger qui explosa en 1986, était un des pilotes du programme X-24B.
Quelques timbres ont rendu hommage à ces différents programmes de Lifting Body
- En 1996, Palau émet un bloc représentant un X-24B
Suite du développement
La NASA développa, durant la même période, un programme de pilotage entièrement réalisé par commandes électriques et électroniques.
Ce concept, qui faisait appel à une technologie entièrement nouvelle, devait assurer le pilotage, entre autres, de la Navette. Conduites, au début par Neil Armstrong (le premier homme sur la Lune), ces recherches aboutirent à une révolution dans les systèmes de pilotages des avions de chasse et de lignes de nos jours.
La NASA utilisa un F-8 Crusader pour ces recherches. Il reçut le nom de F-8 DFBW (Digital Fly By Wire ou Pilotage électronique). Le premier vol (F-8 DFBW NASA 802) eût lieu le 25 mai 1972 avec Gary Krier comme pilote. Le 210ème et dernier vol eût lieu le 12 avril 1985.
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| (Vol d'un F-8 DFBW signé par le pilote Gary Krier) |
Les vols de 1977 à 1980 ont validé les performances des 3 ordinateurs qui seraient utilisés lors des tests en vols de la Navette Enterprise et des futures missions en Navette.
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| (Vol du F-8 DFBW signé par le pilote Gary Krier) |
PREPARATION DES VOLS LIBRES D’ENTERPRISE
Pour valider le concept de navette spatiale, des tests sont prévus avec la Navette Enterprise.
Presque dentique aux autres navettes spatiales, Enterprise est la seule des navettes qui ne vola jamais dans l’Espace. Elle était réservée uniquement aux tests au sol, aux tests de vols dans l’atmosphère, aux essais moteurs.
Baptisée à l’origine Constitution, son nom se changea en Enterprise sous la pression des fans de la série Star Treck.
La construction d’ Enterprise débute le 4 juin 1974 à Palmdale (Californie). Elle sort d’usine le 17 septembre 1976.
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Les premiers tests de montage sur Boeing 747, démontage, roulage, essais en vols et vols libres vont pouvoir commencer.
Le Boeing 747 est un élément essentiel du programme navette spatiale. Outre les tests d'Enterprise pour les vols libres, le Boeing 747 baptisé Boeing 747 SCA (Shuttle Carrier Aircraft) permet le transport d'une navette lorsque celle-ci n'atterrit pas sur sa piste au Kennedy Space Center ou bien lorsque celle-ci doit retourner à Palmdale pour ses grandes révisions.
Pour ce faire la NASA a acheté un Boeing 747 à American Airlines (un deuxième 747 suivra plus tard). Ce premier exemplaire (immatriculé NASA 905) quitte donc Tulsa pour Dryden le 18 juillet 1974 pour y être modifié.
Il faudra plus de 2 ans de tests, de modifications et d'essais en vol comme au sol, pour que celui-ci soit déclaré opérationnel à l'issu de son vol du 18 décembre 1976.
Le 24 février 1976, la NASA annonce la sélection des 2 équipages qui effectueront les vols libres d’Enterprise annoncés en 1977 :
Equipage 1 :
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Equipage 2 :
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| (Nomination des équipages ALT signé par les 4 astronautes) |
Pour préparer les vols libres, plusieurs étapes ont été nécessaires afin de valider le concept, la structure et la capacité opérationnelle des moyens mis en œuvre pour les futures vols de navettes spatiales. C’est le rôle de la Navette Enterprise.
Plusieurs essais de soufflerie, afin d’évaluer la stabilité et la manoeuvrabilité d’une navette lors de la rentrée dans l’atmosphère (tests que devaient effectuer Enterprise lors de ces 5 vols libres) se déroulèrent au Ames Space Center de Moffett Field (Californie).
Enterprise était équipée de sièges éjectables. 10 tests avec des mannequins furent effectués sur la Base aérienne d’Holloman (Nouveau-Mexique) entre 1976 et 1977.
Pour tester les ‘’proportions’’ d’Enterprise, son largage et sa capacité à atterrir, un modèle réduit de Boeing 747 et de navette a été construit par l’ingénieur de la NASA John Kiker.
Le 19 août 1976, les premiers essais de ce modèle, en phase complète de mission (un essai réussi de séparation avait eût lieu le 2 juin 1976) se passèrent avec succès à Houston. La NASA recommença une dernière simulation le 4 août 1977 à quelques jours du premier vol libre réel.
Le 19 août 1976, les premiers essais de ce modèle, en phase complète de mission (un essai réussi de séparation avait eût lieu le 2 juin 1976) se passèrent avec succès à Houston. La NASA recommença une dernière simulation le 4 août 1977 à quelques jours du premier vol libre réel.
Enterprise est transférée de Palmdale à Dryden le 31 janvier 1977 pour les tests.
Enterprise permît aussi d’évaluer le système de montage et démontage (Mate/Demate) d’une navette sur le Boeing 747, modifié spécialement pour transporter une navette spatiale. Au début de l’année 1977, le premier montage/démontage, le premier roulage d’un Boeing 747 et d’une navette et le premier vol captif eurent lieu.
Comme on peut le voir, l'année 1977 a été très intense.
Comme on peut le voir, l'année 1977 a été très intense.
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| (8 février 1977 - Première utilisation du MDD) |
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| (12 février 1977 - Tests vibrations avant premier roulage) |
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| (15 février 1977 - Premier roulage) |
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| (18 février 1977 - 1er vol captif signé par le pilote du Boeing 747 SCA Fitz Fulton) |
Du 22 février au 2 mars 1977, eurent lieu les 4 autres vols captifs inhabités (IC-2 à IC-5)
Le 4 mars 1977 eût lieu le premier démontage d'Enterprise du Boeing 747 SCA.
Le 20 mai 1977, ce sont les 3 APU que l'on allume en même temps.
Du 18 juin (après une tentative avortée la veille) au 26 juillet 1977 se déroulent la phase finale de tests avant les premiers vols libres d'Enterprise.
Ce sont des vols captifs mais cette fois-ci, les astronautes se trouvent à bord d'Enterprise (Manned Active Captive Flight).
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| (2ème vol captif habité signé par les astronautes Joe Engle et Richard Truly) |
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| (3ème vol captif habité) |
Pour se préparer à l'atterrissage, les astronautes s'entraînent avec deux Gulfstream II STA spécialement aménagés au niveau du cockpit pour simuler parfaitement ce qu'ils vont devoir accomplir avec Enterprise.
LES VOLS ALT / ENTERPRISE
Entre le 12 août et le 26 octobre 1977, 5 vols d’essai libres, appelés ALT Free Flights (Approach and Landing Test) ou Vols libres d’approche et d’atterrissage, ont été effectués à partir de la Base d’Edwards par les 2 équipages sélectionnés.
VOL ALT 1 : Pilotes Enterprise : Fred HAISE et Gordon FULLERTON
Pilotes Boeing 747 : Fitz FULTON, Tom McMURTRY, NORTON et GUIDRY
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| (Vol ALT 1 signé par les astronautes Fred Haise et Gordon Fullerton) |
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| (Tracking de Houston) |
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| (10 ans du premier vol ALT signé par l'astronaute Gordon Fullerton) |
VOL ALT 2 : Pilotes Enterprise : Richard TRULY et Joe ENGLE
Pilotes Boeing 747 : Fitz FULTON, Tom McMURTRY, NORTON et GUIDRY
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| (Vol ALT 2 signé par les astronautes Joe Engle et Richard Truly) |
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| (Tracking de Houston) |
VOL ALT 3 : Pilotes Enterprise : Fred HAISE et Gordon FULLERTON
Pilotes Boeing 747 : Fitz FULTON, Tom McMURTRY, NORTON et GUIDRY
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| (Tracking de Houston) |
VOL ALT 4 : Pilotes Enterprise : Richard TRULY et Joe ENGLE
Pilotes Boeing 747 : Fitz FULTON, Tom McMURTRY, NORTON et GUIDRY
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| (Vol ALT signé par l'équipage du Boeing 747 SCA) (Collection Stéphane Sebile / Spacemen1969) |
VOL ALT 5 : Pilotes Enterprise : Fred HAISE et Gordon FULLERTON
Pilotes Boeing 747 : Fitz FULTON, Tom McMURTRY, NORTON et GUIDRY
Le 16 mars 1978, la NASA annonce la nomination des 4 premiers équipages pour les vols-tests de Columbia. A cette époque, les premiers vols-tests orbitaux (6 au total) étaient prévus dans le courant de l'année de 1979.
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Vol-test orbital n°1 : John W. Young et Robert L. Crippen
Vol-test orbital n°2 : John H. Engle et Richard H. Truly
Vol-test orbital n°3 : Fred W. Haise et Jack R. Lousma
Vol-test orbital n°4 : Vance D. Brand et Gordon Fullerton
Le programme navette spatiale pouvait véritablement commencé... le premier vol spatial d'une navette spatiale a eu lieu le 12 avril 1981 avec Columbia pour la mission STS-1.
Space Quotes - Souvenirs d'espace
