Rover lunaire - Définition

Le développement du rover lunaire des missions Apollo

La conception

Le rover doit être développé en un laps de temps particulièrement court (17 mois). Une équipe projet est montée par le Centre Marshall avec, à sa tête, Saverio F. Morea, un spécialiste des moteurs de fusée. Dès juillet 1969 un cahier des charges en 22 points, capitalisant les années de recherche effectuées par le centre, est soumis à 29 entreprises. Le véhicule à construire doit être un engin tout-terrain (les performances dans ce domaine sont fournies) biplace sans cabine pressurisée d'une masse inférieure à 181 kg qui doit pouvoir tenir dans l'emplacement d'une baie de l'étage de descente du module lunaire. Il doit pouvoir réaliser quatre excursions de 30 km sur un laps de temps de 78 heures et transporter 350 kg de charge utile. La NASA précise également que le véhicule doit comporter 4 roues propulsées par des moteurs électriques indépendants alimentées par des batteries électriques. Le rover doit pouvoir atteindre une vitesse de 16 km/h. L'astronaute qui conduit le véhicule doit disposer d'un tableau de bord lui restituant les données les plus importantes. Les redondances doivent permettre au rover de fonctionner en cas de panne d'un de ses composants. La fiabilité combinée des composants doit permettre au rover de remplir tous ses objectifs avec une probabilité de 95 %.

Il est prévu que les caractéristiques du véhicule soient figées en deux temps : une première esquisse doit être soumise aux responsables de la NASA au bout de 10 semaines et le dessin final au bout de 22 semaines. Quatre sociétés répondent à l'appel d'offres : Chrysler, Grumman, Bendix, Boeing. Cette dernière remporte en octobre 1969 le marché avec en sous-contractant principal Delco filiale de General Motors.

Durant la phase de conception la principale difficulté est le respect de la contrainte de poids : le premier rover envoyé sur la lune pèse ainsi 30 kg de plus que l'objectif assigné (210 au lieu de 181 kg). Une autre difficulté majeure découle de la faible connaissance de la texture du sol lunaire sur laquelle le rover va devoir circuler même si les reconnaissances effectuées par les sondes Surveyor puis les premières missions Apollo ont permis de déterminer que la poussière lunaire n'allait pas engloutir les rovers. Finalement Boeing soumet en janvier 1970 une première esquisse du rover à la NASA et aux astronautes qui firent des suggestions pertinentes. En juin de la même année la conception du véhicule est figée.

De la conception à la livraison le Centre Marshall va apporter également une contribution importante pour la mise au point du mécanisme de déploiement du rover sur la Lune, le système de navigation et en fournissant des moyens de test.

La fabrication et les tests

Quatre véhicules lunaires sont construits : ils seront utilisés au cours des missions Apollo 15, 16 et 17, le quatrième fournissant des pièces de rechange après la décision d'annuler les missions Apollo suivantes. Huit autres modèles sont réalisés pour mettre au point le rover. Un modèle à l'échelle 1 est utilisé pour valider l'ergonomie. Un deuxième exemplaire sert à tester les organes de roulement et le système de conduite. Un prototype permet de vérifier la compatibilité avec le module lunaire. Deux exemplaires pesant ¹⁄₆ du poids du modèle final - afin de reproduire les conditions de la gravité lunaire - sont utilisés pour la conception du système de déploiement du rover. Un exemplaire est affecté à l'entraînement des astronautes, qui l'utilisent sur des terrains simulant l'environnement lunaire. Un rover réalise les essais de vibration, dans le vide et à haute et basse températures. Enfin un dernier exemplaire permet de vérifier la longévité de chaque composant en simulant une utilisation de 4 fois supérieure à celle prévue.

La roue était un organe critique dont la conception était particulièrement originale. Pour tester son efficacité des moyens importants sont utilisés. En particulier, une campagne de tests sera effectuée pour reproduire le fonctionnement de la roue dans les conditions lunaires. Une installation comprenant une roue du rover tournant dans une espèce de manège sur un sol reproduisant la poussière lunaire est placée dans une chambre à vide qui est elle-même embarquée dans un avion de transport KC-135 affecté aux essais. Celui-ci effectue plusieurs vols balistiques pour reproduire la gravité lunaire dans la cabine et permettre d'étudier ainsi le comportement de la roue. Les astronautes s'entraînent à terre mais également dans le KC-135 pour mettre au point les opérations qu'ils devront effectuer avec le rover dans des conditions de gravité lunaire.

Bien que le lancement d'Apollo 15 - première mission à emporter le rover - ait été décalé de 3 mois, le développement du tout-terrain accuse à un moment 2 mois de retard par rapport au planning. Le décalage est par la suite comblé et un véhicule à structure renforcée, adapté à la gravité terrestre, est livré le 18 novembre 1970 aux astronautes pour leur entraînement. Le 15 mars 1971, le premier véhicule opérationnel est livré pour les tests de pré-lancement et 8 semaines plus tard le rover est installé dans la baie du module lunaire.

Le coût prévu est de 19 millions de dollars, financés par Boeing et son principal sous-traitant Delco, mais les dépassements conduisent à un prix de revient final de 38 millions de dollars.