Apollo 15 - Définition et Explications

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Introduction

Apollo 15
Insigne de la mission Apollo 15
Données de la mission
Vaisseau Module de commande Apollo
Module de service Apollo
Module lunaire (Pour les homonymes, voir Pierrot lunaire, une œuvre de musique vocale d'Arnold Schönberg.)
Fusée (Fusée peut faire référence à :) Saturn V (Saturn V est la fusée spatiale qui a été utilisée par la NASA pour les programmes Apollo et Skylab entre 1967 et 1973, en pleine course à l’espace entre Américains et...)
Équipage 3 hommes
Date de lancement 26 juillet 1971
13:34:00 TU
Site de lancement Centre spatial Kennedy (Cap Canaveral est une base de lancement américaine située en Floride (28°27′ de latitude Nord et 80°32′ de longitude Ouest) créée en 1959. C'est une zone militaire. Le nom administratif est John F. Kennedy Space...), Floride
Date d'atterrissage (L’atterrissage désigne, au sens étymologique, le fait de rejoindre la terre ferme. Le terme recouvre cependant des notions différentes suivant qu'il est employé dans le domaine maritime ou...) 7 août 1971
20:45:53 TU
Site d'atterrissage Océan Pacifique (L'océan Pacifique, qui s'étend sur une surface de 180 000 000 km², est l'océan le plus vaste du globe terrestre. Il comprend entièrement l'Océanie et quelques autres îles et...)
(530 km au nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) de Hawaii)
Durée 295 h 11 min 53 s
Date d’atterrissage sur la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La...) 30 juillet 1971
22:16:29 TU
Site d’atterrissage sur la Lune Cratère ( Pour le cratère d'origine volcanique, voir Cratère volcanique Pour le cratère d'origine météoritique, voir Cratère d'impact Pour le cratère formé à la suite d'un effondrement d'origine souterrainne...) Béla
26° 7' 55.99'' N
3° 38' 1.90'' E
Date de départ 2 août 1971
17:11:16 TU
Photo de l'équipage
The Apollo 15 Prime Crew - GPN-2000-001169.jpg
Navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :)
Apollo 14 (Apollo 14 (31 janvier 1971 4 h 03- 9 février 1971 20 h 24) est une mission habitée du programme Apollo. Le module lunaire se posa dans le Cratère Fra Mauro) Insigne de la mission Apollo 14
Apollo 14
Apollo 14 Insigne de la mission Apollo 14
Apollo 16 Insigne de la mission Apollo 16
Apollo 16 Insigne de la mission Apollo 16
Apollo 16

Apollo 15 (26 juillet 1971 - 7 août 1971) est une mission habitée du programme Apollo (Le programme Apollo est le programme spatial de la NASA mené durant la période 1961 – 1975 qui a permis aux États-Unis d'envoyer pour la première fois des hommes sur la Lune. Il fut...). C’est la première mission faisant intervenir le rover lunaire (Le Rover lunaire (Lunar Roving Vehicle ou LRV en anglais) est un véhicule fabriqué à quatre exemplaires pour l'agence spatiale américaine (NASA) qui fut utilisé par les astronautes au cours des...), parcourant 27,9 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la...). Le rover fut très pratique comme outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la...) d’exploration et pour transporter des échantillons et l’équipage, avant d’être finalement abandonné sur la Lune.

La mission Apollo 15 inaugurait également les « missions J » du programme Apollo, plus longues que les précédentes, avec pour objectif une exploitation scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et...) poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air brassé par un moteur, dans le sens inverse de l'avancement.). À cet effet, de nombreux instruments furent embarqués, entre autres un spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant d'étudier de décomposer une quantité observée — un faisceau lumineux en spectroscopie, ou bien un mélange de molécules par exemple en spectrométrie de masse — en ses...) de rayons gamma.

Équipe et équipage

Le vaisseau Apollo 15 comptait à son bord trois membres d’équipage :

  • David R. Scott (Gemini 8, Apollo 9) : commandant ;
  • Alfred M. Worden : pilote du module de commande ;
  • James B. Irwin : pilote du module lunaire (Le module lunaire ou Lunar Excursion Module (LEM) ou Lunar Module(LM) ou alunisseur, est un engin utilisé pour se poser sur la Lune lors des missions Apollo 11 à 17 entre 1969 et 1972 qui virent débarquer...).

Ils furent tous trois diplômés par l’université du Michigan. Dans le cas où l’un (ou plusieurs) des membres serait incapable de participer à la mission au moment du lancement, un équipage suppléant avait été désigné et formé :

  • Dick Gordon : commandant suppléant ;
  • Vance Brand : pilote du module de commande (Le module de commande est le centre vital des missions Apollo.) suppléant ;
  • Harrison Schmitt : pilote du module lunaire suppléant.

Une équipe spécialisée au sol, dédiée à la planification (La planification est la programmation d'actions et d'opérations à mener) et aux décisions concernant la mission, entretenant la communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications, nouvelles...) avec le vaisseau (Capsule communicators ou capcoms) était composée de :

  • Joe Allen (STS-5, STS-51-A) ;
  • Bob Parker (STS-9, STS-35) ;
  • Karl Henize (STS-51-F).

Tous trois participèrent ultérieurement à un vol dans une navette spatiale (Une navette spatiale, dans le domaine de l’astronautique, est un véhicule aérospatial réutilisable conçu pour assurer la desserte des stations spatiales en orbite basse mais pouvant aussi...). La direction du vol était distribuée à quatre équipes, repérées par une couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) (gold, maroon, black, white), dont les directeurs étaient :

  • Gerald Griffin (gold team) ;
  • Milton Windler (maroon team) ;
  • Glynn Lunney (black team) ;
  • Gene Kranz (white team).

Déroulement de la mission

Décollage (Le décollage est la phase transitoire pendant laquelle un aéronef passe de l'état statique - au sol - vers le vol.) et placement en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.)

L’équipage se réveilla à 4 heures 19 (heure locale). Après de rapides examens médicaux, ils prirent leur petit-déjeuner avec l’équipe suppléante et les capcoms. Ils enfilèrent leur combinaison (Une combinaison peut être :) et furent amenés sur le site de lancement, où ils arrivèrent à 6:45 (heure locale). Scott s’installa à gauche, Worden au milieu et Irwin à droite du module de commande/service.

Le lancement d’Apollo 15 eut lieu le 26 juillet 1971 à 13 heures 34 UTC du centre spatial (Un Centre spatial est un lieu dédié à l'activité astronautique. Il peut être "public" ou "privé". Ces activités peuvent concerner :) Kennedy, et se déroula sans évènement majeur. Le premier étage (S-IC) de Saturn V propulsa l’ensemble en haute atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), puis le second étage (S-II) pris le relais.

Peu après la séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est employé dans plusieurs domaines :) du premier étage, les instruments à bord de celui-ci rendirent l’âme. Cela fut relié à la propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un propulseur qui...) du second étage, frappant de plein fouet et brûlant les composants électroniques. Cela ne s’était jamais produit auparavant, et l’incident fut possible à cause d’une réduction du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de charges de recul de 8 à 4. Découvert lorsque les deux étages étaient dangereusement proches, privant ainsi de toute correction, les missions suivantes récupérèrent le nombre original de charges de recul. Le troisième étage (S-IVB) plaça le vaisseau en orbite terrestre (Une orbite terrestre est une orbite située autour de la Terre. La Lune, le seul satellite naturel de la Terre, est située sur une orbite terrestre. Les satellites artificiels sont placés en...).

Un des hublots d’Apollo 15 laissait délibérément passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) les rayons ultraviolets, afin de réaliser des photographies dans cette gamme de fréquences de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus...) et de la Lune. L’équipage s’y affaira dès qu’il atteint l’orbite terrestre, et continua tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) au long de la mission. Lorsque le hublot (Un hublot est une fenêtre de petite taille, généralement circulaire, percée dans la coque d'un bateau pour laisser entrer l'air...) n’était pas utilisé, il était recouvert d’un cache pour limiter l’exposition de l’équipage.

Deux heures 50 minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon,...) et 2,6 secondes après le lancement, l’étage S-IVB se ralluma et brûla pendant 5 minutes et 49 secondes, amenant le vaisseau de 7 809 m/s à 10 827 m/s pour atteindre une altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique...) de 310 km.

Injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) translunaire

L’équipage devait préparer le vaisseau à se poser, en plaçant le module lunaire tête-à-queue avec le module de commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.). Pour réaliser cela, il fallait séparer le CSM du troisième étage (S-IVB), le déplacer, effectuer une rotation à 180° puis s’amarrer, pour finalement détacher le module lunaire du troisième étage.

La manœuvre fut réalisée en environ une demi-heure. Le troisième étage consomma le reste de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) pour se placer sur une trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) qui le ferait s’écraser sur la Lune à3°39′S 7°35′W / -3.65, -7.583.

Lors de la première partie de cette manœuvre, l’indicateur « SPS Thrust » du panneau de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) s’alluma, indiquant que les valves du moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la...) propulsant le module de service (Le module de service, appelé aussi plate-forme ou "bus" dans le jargon spatial rassemble les servitudes d'un satellite alors que les fonctions liées...) (Service Propulsion System) étaient ouvertes — donc que le moteur était allumé, ce qui n’était pas le cas. Par sécurité, l’équipage utilisa les coupe-circuits contrôlant les valvules pour les fermer.

Après quelque temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de diagnostic (Le diagnostic (du grec δι?γνωση, diágnosi, à partir de δια-, dia-, „par, à travers, séparation, distinction“ et...), la raison de l’incident fut attribuée à un court-circuit dans l’interrupteur du moteur Delta-V, qui contrôlait l’ouverture des valves du SPS.

Apollo 15 TandD.ogg
Manœuvre Transposition, Docking and Extraction. Manœuvre préliminaire à l’injection translunaire, Apollo 15

Une des raisons du succès d’Apollo 15 est probablement la redondance des systèmes critiques — concernant le SPS, il y avait deux systèmes de valves indépendants. Le court-circuit n’affectait que l’un des deux, ce qui permettait encore d’allumer le moteur.

Le contrôle au sol annula finalement la première correction à mi-chemin (first midcourse correction, MCC-1). Cela indiquait que les tâches restantes étaient secondaires, comme placer le vaisseau en contrôle thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur...) passif (Passive Thermal Control, PTC, ou encore « mode barbecue ») pour assurer une répartition équitable de la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !). Environ 15 heures après le lancement, l’équipage éteignit les lumières de l’habitacle et se préparèrent à dormir.

Le second jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent...) de la mission Apollo 15 était centrée sur la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du...) correction à mi-chemin et un examen préliminaire du module lunaire, surnommé Falcon. L’équipage alluma le SPS pendant 0,7 seconde sur ordre du contrôle au sol, avant la correction prévue, afin de repérer le lieu du court-circuit. Le diagnostic fut confirmé, et on trouva après le vol un morceau de fil, long de 1,4 mm, effectuant un faux contact dans l’interrupteur. Cette correction fut efficace, ajoutant 1,62 m/s à la vitesse (On distingue :) du vaisseau, et les deux corrections suivantes furent annulées.

Après avoir éliminé l’air du module lunaire, puis l’avoir repressurisé, l’équipage passa le sas depuis le module de contrôle puis se plaça dans le LM. Scott et Irwin vérifièrent les instruments pour s’assurer qu’il n’y avait aucun changement depuis le lancement, ainsi que les systèmes de communication et de mesure. Ils remarquèrent que l’un des cadrans s’était brisé, envoyant des morceaux de verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est constitué d’oxyde de silicium (silice SiO2) et de...) dans l’habitacle. Bien que peu gênant, pour des raisons de sécurité, cela dut être corrigé. Après avoir repassé le sas, l’équipage mangea et se coucha dans le module de contrôle.

Le troisième jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure...) s’articula autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis,...) des phosphènes ressentis par l’équipage, des flashes visuels qui intriguaient les médecins de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale responsable du programme spatial des...) depuis le vol Apollo 11 (Apollo 11 est la première mission spatiale à avoir conduit un homme sur la Lune. C'est la troisième mission habitée à avoir approché la Lune, après Apollo 8 et Apollo...). Quelques astronautes s’en étaient déjà plaints, même lorsqu’ils fermaient les yeux. Irwin expliqua qu’il avait subi ce phénomène durant son sommeil (Le sommeil est un état naturel récurrent de perte de conscience (mais sans perte de la réception sensitive) du monde extérieur, accompagnée d'une diminution progressive du tonus musculaire, survenant à...). Ils essayèrent en fixant une direction, en se couvrant les yeux, en fermant les hublots, décrivant la position, la couleur et la durée de ces flashes. On les attribue aujourd’hui à des interactions sans danger entre l’œil et les rayons cosmiques, très énergétiques.

Entrée en orbite lunaire

Le cratère Carmichael, vu depuis Apollo 15.

L’équipage rentra une seconde fois dans le Falcon, qu’ils vidèrent de son air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines...) et nettoyèrent, activant une pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) pour éliminer les débris de verre. Durant cette période, le vaisseau passa le point (Graphie) auquel le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) de la Lune devient plus fort que celui de la Terre.

Après une journée calme, ils découvrirent une fuite d’eau. En apesanteur, elle se présentait juste comme une large boule. Bien que le vaisseau soit isolé électriquement et hermétique, si elle venait à éclater en gouttelettes, cela aurait pu incommoder l’équipage. La fuite venait d’un mauvais vissage d’une pièce de la pompe à chlore (Le chlore est un élément chimique de la famille des halogènes, de symbole Cl, et de numéro atomique 17.), utilisée pour nettoyer l’eau potable utilisée par l’équipage en tuant les bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart...) et champignons qui pourraient s’y développer. Le problème put facilement être corrigé.

Le quatrième jour de la mission, la quatrième correction à mi-chemin (en réalité la deuxième effectivement réalisée), durant 0,91 seconde, ajouta 1,65 m/s à la vitesse du vaisseau. Les astronautes enfilèrent leur combinaison pour la séparation de la porte du module d’instrumentation scientifique (Science Instruments Module, SIM), qui se faisait par une corde explosive, au risque de dépressuriser le vaisseau. Il était envisageable qu’alors l’équipage retourne sur Terre sans ces combinaisons. La séparation fut réalisée sans incident.

Ensuite, ils s’occupèrent de la manœuvre d’injection en orbite lunaire (Lunar Orbit Insertion, LOI), depuis la face « cachée » de la Lune, sans contact possible avec la Terre. Ils allumèrent le SPS pour se placer en orbite elliptique. La communication avec la Terre (Loss of Signal, LOS) fut perdue 78 heures 23 minutes et 31 seconds après le lancement, et précédait de 8 minutes le début de la procédure LOI. Comme l’ensemble des LOI effectuées lors du programme Apollo, celle-ci était parfaite, le SPS brûla pendant 6 minutes et 38 secondes, plaçant le vaisseau dans une orbite elliptique 313 km × 109,3 km.

L’essentiel de la première heure (L'heure est une unité de mesure  :) en orbite lunaire consistait à effectuer des descriptions du terrain et des formations observables au sol. La formation géologique de l’équipage — et notamment de Worden — leur permit une description fidèle. Ils effectuèrent également de nombreuses photographies, profitant de leur orbite fortement inclinée, loin du plan équatorial où se placèrent les précédents modules.

Atterrissage lunaire

Apollo 15 CSM moving away from LM.ogg
Le C/SM Endeavour vu depuis le Falcon lors de sa séparation.

La procédure de descente (Descent Orbit Insertion, DOI) se réalisa encore derrière la Lune, lors de la seconde orbite. Ils se placèrent ainsi en orbite excentrique 108,9 km × 17,6 km, le point le plus bas se situant au-dessus de leur lieu d’atterrissage (Rima Hadley). La présence de mascons sur le trajet était supposée, mais inconnue. Le centre de contrôle (Un centre de contrôle, dans le domaine de l'astronautique, est une salle d'où sont coordonnées les actions qui concourent à l'accomplissement d'une mission spatiale...) au sol avait prédit que le lendemain, leur périsélène aurait chuté pour se stabiliser à 16,1 km environ — estimation qui se révéla trop optimiste.

L’équipe fut réveillée 18 minutes plus tôt que prévu, lorsqu’il se révéla que leur orbite avait été modifiée : 108,8 km × 14,1 km. Il fallait donc qu’ils effectuent une manœuvre rapidement, ce qu’ils firent en allumant le moteur du module de contrôle (Reaction Control System, RCS) durant 20 secondes, gagnant 0,94 m/s. Cela replaça leur périsélène à environ 17,8 km.

Lors de la onzième orbite, Scott et Irwin se placèrent dans le Falcon, activant ses instruments et vérifiant son fonctionnement, pour préparer la séparation. Ils mirent à jour l’ordinateur de guidage sur le LEM et effectuèrent des visées télémétriques au sol pour préciser la position enregistrée du lieu d’atterrissage.

La séparation devait se produire à la fin de cette onzième orbite, mais un câble mal placé retarda cette opération. Après que Worden a effectué les corrections, la séparation se réalisa sans problème. Le seul effet de ce retard fut un atterrissage retardé et la nécessité d’une mise à jour (Une mise à jour, souvent abrégé en MAJ ou MàJ, est l'action qui consiste à mettre « à jour », ou bien « à niveau », un...) des marquages au sol.

104 heures, 30 minutes et 12 secondes après le lancement, le moteur de descente du Falcon s’alluma. Brûlant à 10% de ses capacités pendant les 26 premières secondes — pour que l’ordinateur de guidage puisse adapter la poussée afin de placer le LEM sur une trajectoire adéquate — passant ensuite à pleine puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :). Irwin confirma que le système d’abandon de guidage (Abort Guidance System, AGS) et le système principal de navigation (Primary Guidance and Navigation System, PGNS) s’accordaient sur leur altitude et leur vitesse de descente. Trois minutes plus tard, l’ordinateur effectua une rotation du vaisseau, afin que le radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, bateaux, ou encore la pluie. Un émetteur envoie des ondes radio, qui sont...) puisse analyser la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...). Encore trois minutes après, ils étaient à 9000 m de la surface.

Apollo 15 landing on the Moon.ogg
Le module lunaire d’Apollo 15 se pose sur la Lune. Atterrissage du Falcon à Rima Hadley, vu depuis celui-ci.

Sur Terre, le directeur de vol appris que les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) de suivi indiquaient un atterrissage à 900 m au sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) du site prévu. Bien qu’il ait préféré en premier lieu ne pas en informer l’équipage, le capcom Ed Mitchell le poussa à le faire. Scott, ce temps durant, essayait de voir la surface depuis son hublot, tentant en vain de voir le Rille. D’après les simulations, il était possible qu’il ne soit pas visible. Après neuf minutes et 10 secondes de propulsion, l’ordinateur de bord du LEM lança le Program 64 et le module lunaire se redressa, de sorte que l’équipage put voir le sol. Utilisant des mesures manuelles réalisées par Irwin et lui-même, Scott trouva le lieu d’atterrissage prévu par l’ordinateur et pouvait éventuellement prendre le contrôle manuel de la navigation pour corriger la trajectoire finale. Il le fit 18 fois, déplaçant le module de 338 mètres dans la direction de l’orbite et de 409 mètres au nord.

Irwin récupérait l’altitude et la vitesse de descente. À 120 m, l’ordinateur démarra le Program 66 destiné à préparer l’atterrissage proprement dit, et remettant tous les contrôles en mode manuel. Passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps centrée...) 37 m, Scott remarqua qu’il soulevait de la poussière — arrivant entre 18 et 15 m, la vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) extérieure était entièrement obscurcie par cette poussière. Irwin annonça alors que la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde...) de contact s’était allumée, indiquant que l’une des « pattes » du Falcon avait touché le sol. Scott coupa immédiatement le moteur, de peur qu’une tuyère (Une tuyère ou tuyère propulsive, dans le domaine de l'astronautique, est un conduit (appelé aussi divergent) de section conique (fusées de feu d'artifice) ou oblongue (tuyères de missiles, et lanceurs), placé à la...) ne frappe la surface, ce qui aurait pu l’abîmer ou y faire rentrer de la poussière et compromettre leur voyage (Un voyage est un déplacement effectué vers un point plus ou moins éloigné dans un but personnel (tourisme) ou professionnel (affaires). Le voyage...) de retour. Leur vitesse de descente à ce moment était estimée à 2 m/s, soit deux fois plus que lors des missions précédentes. Scott informa le contrôle au sol :

« Okay, Houston. The Falcon is on the Plain at Hadley. »

Le module lunaire était penché de 10° vers l’arrière-gauche, soit 5° en dessous du maximum acceptable. Il se posa sur le bord du cratère, endommageant la turbine (Une turbine est un dispositif rotatif destiné à utiliser la force d'un fluide (eau, vapeur, air, gaz de combustion), dont le couple est transmis au moyen d'un arbre.) de son moteur. Ils étaient à 600 m au nord et 175 m à l’ouest du site prévu, ce qui, grâce au rover lunaire, ne poserait pas de gros problèmes.

Observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le...) et opérations sur la Lune

Depuis le module de commande

Extrait d’une image haute résolution du lieu d’atterrissage, obtenue par la caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil de prise de vues animées, pour le cinéma, la télévision ou la vidéo.) panoramique d’Apollo 15.

Durant les trois jours d’exploration à la surface par Scott et Irwin, Worden s’est occupé des observations depuis son vaisseau en orbite. Apollo 15 était la première mission à emporter une unité d’instruments (SIM), dont un appareil photographique panoramique, un spectromètre de rayons gamma, une caméra télémétrique, un altimètre (Un altimètre est un appareil permettant de mesurer l'altitude.) laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme anglo-américain « light...), un spectromètre alpha, un spectromètre X et un spectromètre de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse grave). Ces...). Worden devait manipuler les obturateurs et les lentilles et vérifier les instruments. Lors du voyage de retour, il effectuera une sortie extravéhiculaire (Une sortie extravéhiculaire, ou activité extravéhiculaire, abrégée EVA (Extra-vehicular activity) est une activité...) pour récupérer les cassettes des caméras.

La plupart de ses observations concernaient la face « cachée » de la Lune, qui n’avait pas été observée en détail : les clichés panoramiques permettent une résolution spatiale d’un mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international (SI). Il est défini, depuis 1983, comme la distance...) à la surface. Il y eut 1 529 clichés de ce type, occupant 2 km de film, soit 25 kg. Notamment, Worden put repérer avec le sextant (Un sextant est un instrument de navigation permettant de relever la hauteur angulaire d’un astre au-dessus de l’horizon. Il est utilisé pour faire le point hors de vue de terre (voir l’article :...) le Falcon une fois posé, mesure qui fut d’un intérêt majeur lors de la planification ultérieure de la mission.

Une expérience d’un tout autre type consistait à mesurer la constante diélectrique (La constante diélectrique ou constante électrique, également nommée permittivité du vide ou encore permittivité diélectrique du vide, est une constante physique. Elle est notée par ε0.) de la surface lunaire. Pour cela, un signal radio était envoyé vers la Lune, réfléchi par sa surface puis reçu par un observatoire sur Terre. On essaie alors de mesurer l’angle de Brewster, auquel le signal réfléchi est le plus faible, et dépend directement de cette constante.

Les scientifiques étaient particulièrement intéressés par les roches ayant de hautes concentrations en samarium (Le samarium est un élément chimique, de symbole Sm et de numéro atomique 62.), uranium (L'uranium est un élément chimique de symbole U et de numéro atomique 92. C'est un élément naturel assez fréquent : plus abondant que l'argent, autant que le molybdène ou l'arsenic, quatre...), thorium (Le thorium est un élément chimique, un métal de la famille des actinides, de symbole Th et de numéro atomique 90.), potassium (Le potassium est un élément chimique, de symbole K (latin : kalium, de l’arabe : القَلْيَه al-qalyah) et de numéro atomique 19.) et phosphore (Le phosphore est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole P et de numéro atomique 15.). Ils leur avait donné l’acronyme « KREEP » (K Rare earth elements P). Le spectromètre gamma était calibré pour détecter ce type de roches, obervées lors des missions Apollo 12 et Apollo 14 — mais pas lors de la mission Apollo 11, qui se posa environ 1 000 km plus à l’est. Durant Apollo 15, la question était de savoir si les roches KREEP étaient réparties sur toute la surface lunaire, ou simplement localisées près des lieux d’atterrissage des missions précédentes. La mission révéla une concentration de ces roches dans Mare Imbrium, Mare Ingenii et notamment Aitken, qui sont plus rares ailleurs. Les observations confortent l’idée que l’impact météoritique à l’origine de Mare Imbrium excava des roches KREEP et les projeta sur la surface.

Aristarchus (centre) et Heterodotus (droite), pris lors de l’antépénultième jour, après que le LEM est revenu.

Un des objectifs de l’observation concernait le cratère Aristarchus : en 1963, Jim Greenacre aperçut une lueur rougeâtre dans cette région, ce que confirmèrent quatre autres personnes, dont le directeur d’alors de l’observatoire Lowell. Apollo 15 était la première mission habitée à survoler le site. Worden n’aperçut dans un premier temps aucun phénomène — alors que la Lune était éclairée par la lumière réfléchie par la Terre.

Passant au-dessus de la région de Littrow, Worden remarqua des « petits cônes irréguliers », qui constituèrent l’un des objets d’étude d’Apollo 17. Il se révéla qu’il ne s’agissait de cratères d’impact.

Durant le troisième jour, Worden remarqua des problèmes concernant le spectromètre de masse : situé sur une canne rétractable, des instruments indiquaient régulièrement qu’il ne pouvait pas être rentré, et Worden devait activer l’interrupteur de nombreuses fois avant que la manœuvre ne réussisse. Lors de son EVA au retour, il l’inspecta et observa que les barres de guidage de la canne étaient presque en travers de celle-ci. Après de plus amples analyses, il remarqua que ces problèmes survenaient essentiellement lorsque la canne était dans l’ombre du vaisseau — cela fut pris en compte et amena (Orange est aujourd’hui une marque commerciale propriété de l'entreprise internationale française de télécommunications France Télécom; elle désigne en...) des modifications sur les instruments d’Apollo 16 et Apollo 17.

Après 146 heures de vol, Worden positionna le vaisseau pour pouvoir prendre des photographies de la région dans la direction opposée au Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine...), pour observer la gegenschein et la lumière zodiacale (La lumière zodiacale est une faible lueur triangulaire qui peut être perçue sur le ciel nocturne et qui s'étend à partir des environs du Soleil le long du plan de l'écliptique (ou...). Parmi les autres objectifs non-lunaires, il devait prendre des photographies de la couronne solaire (La couronne solaire est la partie de l'atmosphère du Soleil située au-delà de la chromosphère et qui s'étend sur des millions de kilomètres en se diluant dans...).

Depuis la surface

Une fois le module lunaire posé, avant de s’aventurer au-dehors, Scott et Irwin devaient dormir, et tous les deux reconnaissaient qu’ils ne pourraient tenir les sept heures de sortie sans repos. Néanmoins, Scott insistant pour avoir un aperçu des lieux avant d’effectuer la mission : il argumenta avant le lancement avec le centre de contrôle, lequel lui avait accordé une excursion de reconnaissance et une plateforme pour objectif téléphoto 500 mm, le premier aussi massif (Le mot massif peut être employé comme :) emporté sur la Lune. Deux heures après l’atterrissage, ils dépressurisèrent le LEM, puis démontèrent la chape et le mécanisme d’arrimage. Scott se tint ensuite debout et observa au-dehors en passant sa tête par l’orifice ainsi formé. Sa première tâche était de prendre un panorama stéréo du paysage (Étymologiquement, le paysage est l'agencement des traits, des caractères, des formes d'un espace limité, d'un « pays ». Portion de l'espace terrestre saisi horizontalement par un observateur, il...) avec une lentille de 60 mm, de photographier des points d’intérêt avec le téléphoto et d’effectuer un panorama couleur avec la lentille de 60 mm.

Les premières observations radar depuis la Terre semblaient révéler que la surface de la région était recouverte de boulets, rendant impossible l’utilisation du rover lunaire. Scott n’observa aucun caillou plus large qu’une vingtaine de centimètres. Trente minutes après être sorti, Scott rentra, referma la chape et les deux astronautes pressurisèrent de nouveau le Falcon.

Lors du sommeil des astronautes, le centre de contrôle s’inquiétait d’une lente (La Lente est une rivière de la Toscane.) diminution de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) dans les réserves d’oxygène du module lunaire. Pour conserver de l’énergie pendant la nuit, ce dernier réduisait la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on...) d’émission des données télémétriques, ce qui rendait impossible un diagnostic à distance. Ne souhaitant pas réveiller l’équipage, ils préférèrent attendre que celui-ci ait terminé de se reposer. Le directeur de vol Peter Frank décida tout de même d’abréger leur sommeil d’une heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il...) afin de rétablir la fréquence normale des émissions télémétriques, ce qui révéla que la valve de l’éliminateur d’urines (Urine Transfer Device) était ouverte, même lorsque son clapet était clos : au total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des dettes"....), 3,6 des 43 kg d’oxygène avaient été perdus. Scott et Irwin inscriront dans leur rapport que l’équipe au sol aurait dû les prévenir dès que la fuite fut détectée.

Première EVA
Irwin travaillant sur le rover lunaire, à la fin de la première sortie extravéhiculaire.

Les astronautes se préparèrent à leur première sortie extravéhiculaire « officielle », EVA-1. Ils préparèrent le Falcon et leurs combinaisons pour cette opération. Quatre heures après leur réveil, ils reçurent l’accord du centre de contrôle pour dépressuriser le LEM. Scott, le septième homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est...) à poser le pied sur la Lune, dit alors :

« As I stand out here in the wonders of the unknown at Hadley, I sort of realize there's a fundamental truth to our nature. Man must explore. And this is exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) at its greatest. »

Après avoir inspecté le LEM, Scott détacha les paquets d’équipement (Modularised Equipment Stowage Assembly, MESA) et amena la caméra, les sachets d’échantillons, les batteries, les filtres à air et tout le nécessaire à leurs opérations. Environ sept minutes après Scott, Irwin toucha la surface. Sa première tâche était de recueillir rapidement des échantillons. Scott plaça la caméra sur un trépied, et montra au centre de contrôle le déploiement du rover lunaire.

Scott eut l’honneur de la première conduite, lors de laquelle il effectua quelques tours du LEM. Le rover pouvait tourner les roues (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par son centre.) avant et arrière, mais Scott annonça que seule la direction arrière fonctionnait — de plus, la combinaison rendait la position assise inconfortable. Ceci mis à part, les astronautes chargèrent le rover avec l’équipement adéquat. Ils étaient toutefois limités en distance par la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre...) d’oxygène restante dans leurs sac à dos (En anatomie, chez les animaux vertébrés parmi lesquels les humains, le dos est la partie du corps consistant en les vertèbres et les côtes. Les dorsaux étaient les muscles les...) (Portable Life Support Systems, PLSS). Lors de cette EVA-1, ils sont allés jusqu’à la base de Hadley Delta, via le rille. Leur premier objectif était le cratère St George, suivi du cratère Elbow, ce dernier étant plus près des astronautes. Ils profitèrent également de cette sortie pour préciser la position exacte de leur atterrissage, à partir du système de navigation embarqué sur le rover.

Dave Scott, observant une roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce terrestre. Tout matériau entrant dans la composition du...) située près de la Station 2.

Le centre de contrôle annonça l’annulation de l’étude du cratère Flow, pour des raisons de temps. Les deux astronautes remontèrent donc dans le rover, passant par Elbow pour retourner au LEM. À environ 125 m d’un cratère nommé Rhysling, Scott repéra un morceau de basalte — ne pouvant se résigner à l’abandonner, il arrêta le Rover. Cet arrêt n’étant pas prévu, il prétendit au centre de contrôle que sa ceinture s’était détachée — il descendit du rover, se rua vers la pierre, prit des photographies et un échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :) et retourna au rover. Pendant ce temps, Irwin tentait de distraire le centre de contrôle en décrivant les cratères alentours. Cette entourloupe ne fut repérée qu’après la fin de la mission, lorsque les échantillons furent analysés.

De retour au Falcon, Scott et Irwin déployèrent le paquetage d’expériences (Apollo Lunar Surface Experiment Package, ALSEP). Scott devait percer des trous dans le sol et y placer des sondes pendant qu’Irwin préparait le reste de l’équipement, qui comprenait un sismographe, un magnétomètre (Un magnétomètre est un appareil qui sert à mesurer l'aimantation d'un système. Il en existe différents types, basés sur des principes physiques différents. Les principaux sont:), un spectromètre destiné au vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont éjectés de la haute atmosphère du Soleil. Pour les étoiles autres que le Soleil, on parle généralement de vent stellaire.), un détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change d'état en présence de l'élément ou de la situation pour lequel il a...) d’ions, une expérience à cathode (La cathode est une électrode siège d'une réduction, que l'on qualifie alors de réduction cathodique. Elle correspond à la borne positive (+) dans une pile électrique qui débite et à la borne...) froide, un détecteur de poussière lunaire et l’expérience de flux de chaleur (Le flux de chaleur est une transmission de chaleur (ou énergie thermique) à travers un corps. Le flux de chaleur s'exprime en W/m2.). Irwin ajouta à cela un réflecteur laser (Lunar Laser Ranging Experiment, LRRR) et un analyseur de vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel à tous les...) solaire. Tout cela était relié par câbles à une unité centrale qui tirait son énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) d’un générateur thermoélectrique.

Le perçage posa problème à Scott : les premiers 40 cm étaient faciles, puis l’opération demanda de plus en plus d’efforts — après 1,6 m (la moitié de ce qui était prévu) il ne pouvait plus aller plus loin. Avec l’accord du centre de contrôle, il passa au trou suivant. Le forêt (Une forêt ou un massif forestier est une étendue boisée, relativement dense, constituée d'un ou plusieurs peuplements d'arbres et d'espèces associées. Un boisement de faible étendue est dit...), abîmé, ne put être retiré que par l’aide d’un autre outil, ce qui le retarda davantage. Le second trou ne dépassa pas 1 m.

Le centre de contrôle ordonna la fin des opérations pour la journée. Ils ont passé 6 heures et demi sur la Lune, et une défaillance de la combinaison d’Irwin l’ayant privé d’eau pendant tout ce temps, il se retrouva déshydraté.

Seconde EVA
Irwin, saluant le drapeau des États-Unis posé à la fin de l’EVA-2.

L’objectif de la seconde sortie extravéhiculaire était à nouveau Hadley Delta, que l’équipage rejoint par une route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le...) plus directe. Roulant à 9 km/h, ils atteignirent ce point rapidement. Le premier arrêt de la journée, Station 4, fut annulé pour qu’ils aient le temps de terminer le forage avorté la veille au cratère Dune (Une dune est un relief composé de sable. Des dunes, dites « dunes hydrauliques », peuvent se former et se déplacer sous la mer. Toutes les dunes étant composées de sable, on ne parle pas de...). Après s’être attardé à Spur pour vérifier leur position, ils parcoururent les 3 km qui les séparaient de la Station 5. Scott y trouva le site relativement inintéressant, et décida de s’arrêter encore 3 km de St George. Ils arrivèrent ensuite à la Station 6.

Ils prirent un échantillon d’un jeune cratère d’un mètre, au milieu d’un plus ancien de 3 mètres, puis effectuèrent d’autres prélèvements autour du Rover. L’essentiel était constitué de brèches, mais ils trouvèrent également du basalte porphyritique. Scott descendit dans un cratère de 12 mètres, le plus grand alentours. Le centre de contrôle leur demanda de creuser pour étudier la nature du sol et prendre un échantillon plus profond. Irwin creusa et Scott prit des photographies et un prélèvement.

Retournant au rover, ils rejoignirent un gros rocher, large d’environ 3 mètres, situé à 200 mètres sur une pente de 10° à 15°. Même parcourir de courtes distances sur cette pente demandait beaucoup de temps, et l’un des astronautes devait surveiller le rover pour s’assurer qu’il ne glissât pas. Scott put ainsi confirmer ce qu’Irwin avait remarqué plus tôt : ce rocher présentait des teintes vertes, qui se révélèrent être liées à la présence d’oxyde de magnésium (Le magnésium est un élément chimique, de symbole Mg et de numéro atomique 12.). De retour sur le rover, ils allèrent au cratère Spur, large de 100 mètres et profond de 20 mètres. Sur le bord de celui-ci, ils trouvèrent de petits fragments dont un présentant une veine blanche. Irwin pensa avoir trouvé un autre minéral jaune-vert, mais Scott remarqua que la réflexion de la lumière sur leur visière — dorée — faussait la vision des couleurs.

« Genesis Rock », échantillon récupéré par Apollo 15, l’un des plus célèbres morceaux de Lune.

C’est alors qu’ils aperçurent ce qui allait devenir l’échantillon lunaire le plus célèbre de tout le programme Apollo : sample #15445, baptisé par les médias (On nomme média un moyen impersonnel de diffusion d'informations (comme la presse, la radio, la télévision), utilisé pour communiquer. Les médias permettent de...) « Genesis Rock ». Il s’agissait à première vue d’une simple roche partiellement cristallisée, mais un œil plus attentif révéla que cette roche était constituée de plagioclase presque pure : de l’anorthosite. On pensa tout d’abord avoir trouvé un morceau de la croûte primordiale de la Lune, mais des analyses ultérieures ont pu dater cet échantillon à 4,1 ± 0,1 milliards d’années, ce qui est bien plus jeune que la Lune elle-même et date d’une période où sa croûte était déjà solide — il s’agissait néanmoins d’une roche très ancienne, remontant probablement à l’imbrien supérieur. La roche, sous le nom d’« échantillon 15415 », fut ramenée sur Terre. Son poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est égale à l'opposé...) est déterminé à 269,4 grammes. Le temps commençant à manquer, ils décidèrent de recueillir le plus de fragments possibles dans la région. Ils prirent également 78 échantillons du régolithe.

Ils retournèrent ensuite au Falcon, récupérant encore quelques échantillons. Le capcom Joseph P. Allen les alerta qu’ils leur restait une dizaine de minutes. La caméra d’Irwin était déchargée, Scott prit le relais avec son appareil. De retour au LEM, Scott tenta une nouvelle fois les forages. Irwin récupéra quelques échantillons plus profonds autour de l’ALSEP. Comme le jour précédent, les forages furent difficiles, et Scott ne parvint qu’à gagner quelques centimètres, dépassant à peine un mètre. L’analyse faite après la fin de la mission révéla, de plus, que le forage était mal fait, les trous étant trop proches. Un pénétromètre évalua la résistance du rég. Scott perça un nouveau trou pour prendre un échantillon très profond, il parvint à 2,4 mètres avec un forêt plus fin. Ne voulant pas perdre de temps le jour suivant pour retirer cette carotte (La carotte (Daucus carota) est une plante bisannuelle de la famille des apiacées (anciennement ombellifères), largement cultivée pour sa racine pivotante charnue, comestible, de couleur...), il tenta de la retirer immédiatement. Il parvint à la soulever de 20 cm.

La dernière tâche de la journée consistait à dresser le drapeau des États-Unis. Ils sont sortis du Falcon pendant 7 heures et 12 minutes.

Apollo 15 lunar rover EVA2.ogg
Vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non...) prise depuis le rover lunaire lors de l’EVA-2.
Troisième EVA
Le rover lunaire lors de l’EVA-3, à l’endroit même où il fut abandonné.

Lors de la nuit, le centre de contrôle décida l’annulation de la traversée au nord, profitant du temps ainsi gagné pour retirer le carottage de la veille. Débutant leur troisième sortie extravéhiculaire, les deux astronautes prirent des photographies d’eux-mêmes à côté du drapeau, puis se rendirent à l’ALSEP pour retirer la carotte oubliée la veille. Après un long effort, ils parvinrent à l’extraire.

L’analyse de l’échantillon révéla que la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme...) et la concentration variait énormément. Sur les 2,4 mètres de longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet complètement...), on comptait plus de cinquante couches distinctes, d’épaisseur variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un...) et comprise entre 0,5 et 21 cm. Un point intéressant concernait les couches les plus profondes, isolées des rayons cosmiques. La caméra du rover eut des problèmes : toute tentative de la monter ou de la descendre la faisait pendre inéluctablement vers le sol. Après avoir réalisé un film de la conduite du rover, destiné aux ingénieurs, ils se préparèrent au principal objectif de cette dernière sortie : Hadley.

Ils arrivèrent à un cratère de 15 mètres près de leur objectif, Scarp. Scott arrêta le rover, récupéra des échantillons et prit un panorama des lieux, puis repartirent dans le rille. Ils récupérèrent quelques échantillons du sol, Irwin réalisa quelques panoramas, Scott prit une photographie avec le téléphoto 500 mm de la partie éloignée du rille. Ils cherchèrent des couches dans les murs de celui-ci pour déterminer si la coulée de lave (La lave est une roche en fusion, plus ou moins fluide, émise par un volcan lors d’une éruption. La lave est issue d'un magma, réserve de roche en fusion située...) qui avait rempli Palus Putredinis était unique, ou bien s’il s’agissait d’un processus lent et répété.

Scott récupéra un morceau de basalte rugueux de 9,5 kg, le plus gros qui fut ramené sur Terre par la mission, et baptisé « Great Scott ». Ils se rendirent au dernier point de la mission, Station 10. Lors du temps restant, ils photographièrent un cratère de 60 mètres. Scott devait alors, une fois retourné au module lunaire :

« Dans ma main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à l’extrémité de l’avant-bras et relié à ce...) gauche, j’ai une plume ; dans ma main droite, un marteau (marteau peut faire référence à :). Et je suppose qu’une des raisons pour lesquelles nous sommes ici aujourd’hui est due à un gentleman nommé Galilée (Galilée ou Galileo Galilei (né à Pise le 15 février 1564 et mort à Arcetri près de Florence, le 8 janvier 1642) est un physicien et astronome italien du XVIIe siècle, célèbre pour avoir jeté les...), il y a longtemps, qui fit une découverte relativement importante concernant les objets qui tombent dans les champs de gravité. Et nous pensions qu’il n’y aurait de meilleur endroit pour confirmer ses trouvailles que sur la Lune. Et donc nous pensions essayer cela ici pour vous. La plume (Une plume est, chez les oiseaux, une production tégumentaire complexe constituée de β-kératine. La plume est un élément caractéristique de la...) semble être, de façon appropriée, une plume de faucon (Le terme faucon est un nom vernaculaire ambigu qui ne correspond pas à un taxon biologique exact, tout comme les termes « crécerelle », « épervier »,...) pour notre Falcon. Et je lâcherai les deux ici qui, heureusement, atteindront le sol au même moment. »
Le marteau et la plume. Expérience de physique menée par Scott sur la Lune.
La plaque et la statuette Fallen Astronaut, déposées en l’honneur des pertes humaines lors de la conquête spatiale.

Ce qui fonctionna. Scott conduisit alors le rover à 90 mètres du LEM pour que ce dernier puisse observer leur départ. Il y plaça une petite Bible et déposa à environ 6 mètres la plaque de la mission, portant les noms des quatorze astronautes qui ont perdu la vie (La vie est le nom donné :) lors de la conquête spatiale, à côté de laquelle il posa une petite statuette, intitulée Fallen Astronaut. Le rover fut abandonné avec sa plaque, représentant deux faces de la Terre, les noms et signatures des astronautes d’Apollo 15 et le message :

« MANS FIRST WHEELS ON THE MOON, DELIVERED BY FALCON, 1971-07-30 »

Ils sont sortis du Falcon pendant 4 heures et 50 minutes.

Retour à l’Endeavour

Le Falcon décolla 171 heures 37 minutes et 16 secondes après le lancement de la mission. Il se plaça en orbite lunaire 77,8 km × 16,7 km. Il n’était pas dans le même plan orbital que le module de commande piloté par Worden, il effectua un nouvel allumage (Pour s'enflammer, le mélange air-essence, un gaz contenu dans le cylindre doit subir une élévation de température permettant de porter une partie de sa masse au-dessus de sa température d'inflammation...) de son moteur pour corriger sa trajectoire.

Apollo 15 liftoff from the Moon.ogg
Décollage du module lunaire filmé depuis le rover abandonné sur la Lune.
Apollo 15 liftoff from inside LM.ogg
Décollage du module lunaire, filmé depuis l’intérieur.

Lorsqu’ils s’approchèrent, le Falcon étant derrière l’Endeavour, ce dernier ralentit lorsqu’ils étaient à environ 40 m l’un de l’autre, si bien que leur distance restât constante. L’équipage en profita pour réaliser de nombreuses photographies. Finalement, le module lunaire s’arrima, terminant par là même son rôle dans la mission.

Après l’ouverture de la châpe, ils transférèrent les échantillons de roches collectées à la surface. Scott et Irwin dépressurisèrent leurs combinaisons afin de les débarrasser au possible des poussières qui les recouvraient. Ils transférèrent les films, la nourriture, les réservoirs d’urine et un système de purification (Oxygen Purge System, OPS) — ce dernier devait servir en cas d’urgence si un problème survenait en EVA ou dans le LEM. Worden l’utilisera lors de sa propre EVA, plus tard dans la mission.

L’Endeavour vu depuis le Falcon lors de leur rencontre.

Une fois ces transferts terminés, l’équipage passa dans le module de commande et scella la porte les séparant du LEM pour préparer sa séparation définitive par explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette transformation s'effectue rapidement, plus la matière résultante...). Quelques difficultés se présentèrent lors de la dépressurisation du sas séparant les deux appareils. L’équipage supposa une fuite, inspecta la porte sans en trouver — la dépressurisation fut finalement possible et réalisée une orbite plus tard que prévu.

Après le décès des trois cosmonautes de Soyouz (Soyouz (du russe Союз, Union) désigne une famille de vaisseaux spatiaux habités soviétiques , puis russes après l'éclatement de l'URSS,...) 11, moins d’un mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) avant la lancement d’Apollo 15, à cause d’une valve de repressurisation ouverte lors de la séparation du module de service et du module orbital, la procédure fut modifiée pour limiter les risques d’un tel incident. Pour Apollo 15, l’équipage devrait porter ses combinaisons. Après s’être séparé du module lunaire, le CSM alluma son moteur RCS pour augmenter davantage la distance les séparant. De son côté, le Falcon dirigea son propulseur de sorte à s’écraser sur la surface. À cause du retard, il ne touchera pas le lieu prévu, mais26°12′N 0°6′E / 26.2, 0.1, à environ 90 km du lieu d’atterrissage.

L’équipage devait se reposer, mais le retard les poussa à effectuer les vérifications d’usage d’abord. Entre autres, ils devaient retourner dans le SIM qui avait été désactivé pour le rendez-vous en orbite. Avant de dormir, Deke Slayton leur proposa de prendre un somnifère, ce que les astronautes refusèrent. L’équipe médicale au sol s’inquiétait des électrocardiogrammes de Scott et Irwin, qui présentaient un rythme bigémellaire. Ils attribuèrent cela à une carence en potassium, liée au stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à des contraintes environnementales. Dans le langage...) et au manque de sommeil. Irwin décéda en 1991 d’une crise cardiaque.

Finalement, trois heures et demie après l’heure prévue pour dormir, et deux heures après qu’ils ont eu l’ordre de le faire, ils débutèrent leur période de sommeil lors de leur 54e orbite de la Lune. Scott était resté éveillé 23 heures, Irwin et Worden 21 heures.

Retour sur Terre

Injection transterrestre

Le « lever de Terre » vu par l’équipage d’Apollo 15 vers la fin de leur mission.
La Lune vue depuis Apollo 15. Mare Australe (centre), Humboldt (centre-bas), Vallis (Vallis (pluriel valles) est une mot d'origine latine qui désigne une vallée. Il est utilisé sur Mars pour décrire des vallées aux formes très diverses. Ainsi, vallis...) Schrödinger et Sikorsky (haut) sont visibles.

Apollo 15 passa son dernier jour en orbite avant l’injection transterrestre (Trans-Earth Injection, TEI), la dernière poussée du SPS qui les placerait sur la trajectoire de retour. Le centre de contrôle modifia profondément le plan de vol (Le plan de vol est un document déposé par le pilote avant le vol auprès de l'autorité assurant le contrôle de la circulation aérienne. Il permet d'initier le dialogue avec les contrôleurs de la...). L’altimètre laser rendit l’âme et fut déclaré cause perdue. L’équipage utilisa la lentille téléphoto 250 mm au lieu de l’objectif 80 mm, et reçut l’ordre d’effectuer un maximum de photographies, pour utiliser la pellicule restante. Parmi leurs objectifs se trouvait la photographie du terminateur (Le terminateur est une notion que l'on retrouve en astronomie et en particulier à propos de la Lune. Il s'agit de la zone séparant l'hémisphère plongé dans l'obscurité de celui éclairé (en général par le Soleil).), séparant la jour de la nuit sur Terre. Les trois astronautes à bord s’affairèrent de leur mieux, se relayant pour recevoir les instructions du centre de contrôle. Finalement, on leur demanda d’activer la caméra panoramique et de la laisser tourner, son rôle étant par ailleurs rempli.

Lorsque Apollo 15 réapparut de derrière la Lune lors de sa 73e orbite, soit deux révolutions avant la TEI, l’équipage devait se préparer pour le lâcher d’un satellite (Satellite peut faire référence à :) et le démarrage du propulseur qui les ramènerait sur Terre. Comme l’essentiel des composants du CSM et du LEM, le SPS était constitué de nombreux éléments redondants. Le satellite devait mesurer le champ gravitationnel de la Lune et étudier la magnétosphère (La magnétosphère est la région entourant un objet céleste dans lequel les phénomènes physiques sont dominés ou organisés par son champ magnétique.) lunaire et terrestre. Il était hexagonal, relativement petit (79 cm × 36 cm), pesant 35.6 kg et propulsé par l’énergie solaire récupérée le jour par des panneaux photovoltaïque et stockée pour la nuit par des batteries AgCd. Il possédait trois cannes qui se déployèrent après le lâcher, d’une longueur d’environ 1,5 m chacune.

Avant de libérer le satellite, l’équipage effectua une correction de leur orbite, destinée à laisser le satellite plus longtemps sur place. Ils passèrent donc de leur orbite 121,1 × 96,7 km à une orbite plus large de 140,8 × 100,6 km en 3 secondes. Lâché depuis cette nouvelle position, le satellite devait pouvoir survivre une année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.). Débutant leur 74e et dernière orbite de la Lune, l’équipage plaça le vaisseau à l’altitude correcte et libéra le satellite au moment prévu en faisant sauter deux écrous pyrotechniques et en le séparant par un système de ressorts, pour lui procurer un léger mouvement de rotation.

Apollo 15 disparut pour une dernière fois derrière la Lune, et débuta l’injection en activant son SPS pendant 2 minutes et 21 secondes, gagnant 930 m/s. L’équipage poursuivit ses photographies et plaça le vaisseau en PTC.

Lors du onzième jour de la mission dans l’espace, Worden effectua une sortie extravéhiculaire — la première réalisée par le pilote du module de commande depuis celle de Scott pour Apollo 9 (La mission Apollo 9 (code AS-504), décolle du centre spatial Kennedy le 3 mars 1969 à 11 heures (heure locale) pour une mission en orbite terrestre de 10 jours. À son bord se trouvent les astronautes James...). Le vaisseau quitta la sphère (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une sphère est une surface constituée de tous les points situés à une même...) d’influence lunaire 238 heures 14 minutes et 51 secondes après le lancement. Après avoir éteint et rangé l’équipement du SIM, ils désactivèrent le RCS, situé à côté de celui-ci et dont un allumage accidentel serait dangereux pour Worden. Des dispositifs, placés sur le panneau de contrôle, s’assuraient qu’un pied inattentif n’activa pas un interrupteur (Un interrupteur (dérivé de rupture) est un dispositif ou organe, physique ou virtuel, permettant d'interrompre ou d'autoriser le passage d'un flux. Il ne faut pas confondre...) par mégarde.

Après avoir vérifié et mis leur combinaison, et dépressurisé le vaisseau, ils ouvrirent la chape et y installèrent une caméra pour filmer Worden lors de cette opération. Ce dernier débarrassa le vaisseau de deux sacs de déchets et se déplaça à l’aide de poignées magnétiques jusqu’au SIM. Il récupéra les cassettes des instruments, tout en les vérifiant pour identifier la cause des divers dysfonctionnements observés au cours de la mission.

Apollo 15 Worden EVA.ogg
Worden lors de l'EVA-4. Sortie extravéhiculaire de Worden pour récupérer les données des instruments.

Une vingtaine de minutes après être sorti, Worden rentra dans le module de commande, dont la porte fut refermée et verrouillée. Le SIM fut placé de sorte à ce que le spectromètre de rayons X pointe en direction de Cygnus X-1 (En astronomie, Cygnus X-1 est une binaire X et fut le premier candidat trou noir.) et Scorpius X-1.

Le jour suivant, l’équipage effectua encore quelques expériences avec leurs phosphènes, préparant la liste des instruments qui pourraient les aider à étudier mieux le phénomène, laquelle servira aux ingénieurs pour la conception d’outils dédiés embarqués à partir d’Apollo 16. Une conférence de presse se tint, les capcoms transmettant les questions des journalistes aux astronautes. À la suite de celle-ci, une sixième correction de trajectoire fut finalement jugée inutile et annulée. L’équipage entama sa dernière période de sommeil.

Amerrissage (L'amerrissage est, à l'origine, le mouvement par lequel un hydravion se pose à la surface de l'eau (mer, lac ou fleuve).)

La capsule d’Apollo 15 descend avec uniquement deux parachutes fonctionnels.

À leur réveil, les astronautes éteignirent le SIM, ramenèrent la canne du spectromètre de rayons X et sécurisèrent l’équipement. De même que le reste du module de service, il brûlera lors de la rentrée atmosphérique.

Ils effectuèrent ensuite la dernière correction de trajectoire (MCC-7) en utilisant pendant 21 s le RCS, ralentissant de 1,7 m/s. Leur dernière tâche était alors de se séparer du module de service et d’orienter le vaisseau correctement. Ils activèrent le module radio VHF pour la communication qui suivrait la rentrée. Pour la séparation, une série de systèmes pyrotechniques, déclenchés par un bouton puis relayés automatiquement devait rompre les liens entre les deux vaisseaux. Ensuite, un déclencheur (En programmation procédurale, un déclencheur (trigger en anglais) est un dispositif logiciel qui provoque un traitement particulier en fonction d'événements prédéfinis. Par...) chronométré activait le RCS pour éloigner le module de commande, et les câbles électriques étaient soit débranchés soit coupés par de petites charges explosives. Les derniers liens étaient éliminés par une sorte de petite guillotine. Enfin, un système de ressorts donnait une impulsion au module de service.

En entrant dans l’atmosphère, ils accélérèrent jusqu’à 6 g (59 m/s²), avant de diminuer. À 7 300 m, le sommet du module libéra en explosant un jeu de parachutes temporaires, qui stabilisa et ralentit l’appareil de 500 km/h à 280 km/h. Enfin, une vingtaine de secondes plus tard, les trois parachutes définitifs se déployèrent. L’équipe qui ramena l’appareil après l’amerrissage rapporta que seuls deux des trois parachutes avaient fonctionné.

Le point d’amerrissage est environ 26°13′N 158°13′W / 26.217, -158.217, à 530 km au nord de Honolulu (Hawaii) et 9,8 km du navire (Un navire est un bateau destiné à la navigation maritime, c'est-à-dire prévu pour naviguer au-delà de la limite où cessent de s'appliquer les règlements techniques...) dédié au rapatriement de la capsule, l’USS Okinawa.

Apollo 15 splashdown.ogg
Descente et amerrissage d'Apollo 15, près de Hawaii.

La perte d’un parachute (Le parachute est un dispositif destiné à freiner le mouvement, principalement vertical d'un objet ou d'une personne.) n’entrava pas le fonctionnement de la capsule, celui-ci étant surnuméraire. Les hommes grenouilles de l’USS Okinawa retrouvèrent les astronautes en une poignée de minutes, qu’ils emmenèrent sur des canots de sauvetage jusqu’au pont (Un pont est une construction qui permet de franchir une dépression ou un obstacle (cours d'eau, voie de communication, vallée, etc.) en passant par-dessus cette séparation. Le franchissement supporte...) du navire. Apollo 15 était la première mission à l’issue de laquelle l’équipage n’était pas mis en quarantaine (La quarantaine (venant de l'italien : quaranta giorni, qui signifie 40 jours, ou bien du français : quarantaine de jours) est le fait de mettre à l'écart...) en cas d’infection par des micro-organismes d’origine lunaire — les missions précédentes ayant confirmé l’absence de toute forme de vie sur la Lune. Il fut emmené à la base de Hickam à Hawaii, d’où un avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), est un aéronef plus lourd que l'air, entraîné par un organe moteur (dans le cas d'un...) les amena à la base aérienne (Une base aérienne est une base militaire d'une armée de l'air. Il s'agit généralement d'un aéroport militaire disposant de pistes, d'un tarmac, d'un centre de contrôle du trafic aérien,...) d’Ellington à Houston.

Le module de commande est exposé au National Museum of the United States Air Force (L’United States Air Force (US Air Force, USAF) est la branche aérienne des forces armées des États-Unis. Sa mission est la défense des États-Unis par le...) à Dayton.

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