La NASA avait encore un long chemin à parcourir depuis le projet Mercury. Le vaisseau spatial Mercury ne pouvait contenir qu’un seul astronaute et avait des capacités limitées. La NASA a conçu l'engin pour les vols suborbitaux et orbitaux. La mission Mercury la plus longue a duré moins d'un jour et demi. Afin de faire un voyage sur la Lune, la NASA devrait créer un vaisseau spatial capable de rester dans l'espace pendant plus d'une semaine.
De plus, le voyage complexe vers la Lune et retour nécessiterait plus d’un pilote. Le vaisseau spatial Apollo devrait être beaucoup plus grand que le véhicule Mercury. Après avoir effectué quelques calculs, les ingénieurs de la NASA ont déterminé qu'il était plus logique de trouver un moyen de permettre à l'engin de s'amarrer à d'autres structures dans l'espace. De cette façon, une partie du vaisseau spatial pourrait se détacher du reste, atterrir sur la lune, se lancer depuis la lune sur une orbite lunaire, et rencontrer et s'amarrer avec le reste du vaisseau spatial.
Les scientifiques de la NASA ont décidé qu'ils devaient créer un projet s'étendant entre Mercure et Apollo. Ils devaient tester la façon dont les humains gèrent les voyages spatiaux prolongés. Le vaisseau spatial devrait pouvoir s’amarrer à un autre objet dans l’espace. La nouvelle capsule devait également avoir plus de maniabilité que le vaisseau spatial Mercury. Les ingénieurs ont basé leur conception sur la capsule Mercury, mais l'ont agrandie pour que deux astronautes puissent voyager ensemble. Un employé de la NASA a proposé le nom Gémeaux, du nom de la constellation jumelle.
Que s’est-il passé dans le projet Gemini et pourquoi les manœuvres d’amarrage étaient-elles si importantes ? Continuez à lire pour le découvrir.
La NASA a identifié trois objectifs de mission principaux pour le projet Gemini :
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Contenu Présentation du projet Gemini
Le lanceur Titan
La capsule Gémeaux
Amarrage du vaisseau spatial Gemini
Rentrée des Gémeaux
" Une vue lointaine du lancement de Gemini VI. Image fournie par la NASA
Le projet Gemini comprenait 12 vols, dont deux sans pilote. La NASA avait prévu ces vols pour tester les effets des voyages spatiaux prolongés sur les humains. Sorties dans l'espace est devenu une partie importante de plusieurs missions Gemini, la NASA a donc consacré beaucoup de temps et d'efforts à l'amélioration de la conception des combinaisons spatiales. Les versions antérieures des combinaisons étaient uniquement destinées à servir de systèmes de secours d'urgence. En tant que tels, ils n'étaient pas très flexibles ni confortables.
Tous les astronautes du programme Gemini sont revenus sur Terre sains et saufs. Les missions Gemini comprenaient :
Gemini I et II, les deux missions sans pilote qui ont testé les systèmes du vaisseau spatial et sa compatibilité avec le lanceur Titan II
Gemini III avec l'équipage de deux hommes composé de Virgil "Gus" Grissom et John Young. Grissom a donné au vaisseau spatial le surnom de « Molly Brown ». C'était le seul vaisseau spatial du projet à recevoir un surnom. Young a également apporté une contribution unique. Il a introduit de la contrebande à bord du vaisseau spatial :un sandwich au corned-beef, qu'il a remis dans une poche de sa combinaison spatiale une fois qu'il a réalisé que des miettes pouvaient pénétrer dans les tableaux de bord.
Gemini IV a vu la première activité extravéhiculaire américaine (EVA), également connue sous le nom de sortie dans l'espace. Edward White a effectué une promenade spatiale de 22 minutes pendant la mission.
Gemini V a été le premier vol Gemini à utiliser des piles à combustible . comme source d'énergie. Les anciens vaisseaux spatiaux reposaient sur l'alimentation par batterie.
Gemini VI avait l'étrange particularité de se lancer dans le désordre. En effet, le véhicule sans pilote auquel le Gemini VI aurait dû s'amarrer a explosé lors de son lancement. La NASA a décidé de retarder le lancement de Gemini VI. Ils ont lancé Gemini VII dans les délais prévus, puis ont lancé Gemini VI quelques jours plus tard pour le rencontrer. Les deux vaisseaux spatiaux se sont rencontrés et ont volé en formation pendant plusieurs heures.
Gemini VIII s'est terminé prématurément en raison d'un propulseur défectueux qui faisait tourner le vaisseau spatial une fois par seconde.
Le Gemini IX était censé s'amarrer à un vaisseau sans pilote, mais une obstruction dans le mécanisme d'amarrage du vaisseau cible a empêché la manœuvre.
Gemini X a réussi deux tentatives d'amarrage avec deux vaisseaux sans pilote différents, prouvant que les véhicules pouvaient s'amarrer ensemble dans l'espace.
Gemini XI a volé sur une orbite plus haute que n'importe quel vaisseau spatial habité précédent et s'est également appuyé entièrement sur le guidage informatique lors de la rentrée.
Gemini XII, la dernière mission du programme, comprenait les sorties dans l'espace les plus longues du programme. Edwin "Buzz" Aldrin a accumulé plus de cinq heures dans l'espace au cours de trois sorties dans l'espace.
À quoi ressemblait le lanceur du projet Gemini ? Découvrez-le à la page suivante.
Quoi de neuf, Dock ?
Le carburant pèse beaucoup. La NASA a été confrontée à un problème difficile avec le projet Apollo :si tout le voyage vers la surface de la Lune et retour utilisait un seul vaisseau spatial, celui-ci devrait transporter beaucoup de carburant. Cela signifiait que le véhicule (une fusée) utilisé pour lancer le vaisseau spatial Apollo en orbite devrait être très puissant. À l’époque, les ingénieurs de la NASA avaient déterminé que la puissance nécessaire au lancement d’un véhicule aussi lourd était trop importante pour l’une des fusées dont ils disposaient. Leur solution consistait à créer un vaisseau spatial pouvant s’amarrer à d’autres véhicules. Dans un premier temps, les ingénieurs ont envisagé de lancer un conteneur sans pilote rempli de carburant avec lequel un vaisseau spatial pourrait s'amarrer en orbite. Plus tard, la NASA a décidé de diviser le vaisseau spatial Apollo en modules, dont un module lunaire (LM) qui pourrait transporter son propre carburant. De cette façon, la commande et le module de service (CSM) n’aurait qu’à transporter le carburant nécessaire pour revenir sur Terre. L'un des objectifs de la mission du projet Gemini était de tester la possibilité d'amarrer un vaisseau spatial à une autre structure pour s'assurer que ce plan pour Apollo était une bonne idée.
" La capsule Gemini au sommet du lanceur Titan II. Image fournie par la NASA
Durant le projet Mercury, la NASA s'est appuyée sur deux lanceurs différents :un Redstone lanceur pour vols suborbitaux et un Atlas véhicule pour les orbitaux. Parce que la capsule Gemini était plus grande et plus lourde que la capsule Mercury, la NASA a dû trouver un lanceur plus puissant.
Après avoir examiné plusieurs candidats, la NASA a décidé d'utiliser un missile balistique intercontinental modifié (ICBM ) réalisé par Martin Marietta (nous connaissons aujourd'hui l'entreprise sous le nom de Lockheed Martin). Il s'appelait ICBM Titan II . .
La capsule Titan II et Gemini mesuraient ensemble 108 pieds (33 mètres). Le Titan II utilisait de l'Aérozine-50 , un mélange 50-50 d'hydrazine et de diméthylhydrazine asymétrique, comme carburant. Pour un oxydant (un agent qui permet au carburant de brûler), il utilisait du tétroxyde d'azote . L'oxydant et l'hydrazine sont hypergoliques agents, ce qui signifie que lorsque vous mélangez les deux ensemble, ils s'enflamment.
Le Titan II avait deux sections, ou étages , qui s'est séparé à un moment précis du lancement. La première étape était le Titan 2-1 et la seconde était le Titan 2-2. Titan 2-1 contenait deux moteurs-fusées Aerojet LR-87-7 et produisait 430 000 livres (1 913 500 newtons) de poussée. Titan 2-2 avait un moteur-fusée Aerojet LR-91-7. Il pourrait fournir jusqu'à 100 000 livres (445 000 newtons) de poussée.
Juste avant le lancement, la NASA combinerait le carburant et le comburant dans le premier étage du lanceur Titan II. Lors du mélange, le carburant s'est enflammé et le véhicule et la capsule Gemini se sont envolés dans l'atmosphère. Après environ deux minutes et demie, le Titan 2-1 s'arrêtait, ayant consommé son carburant. À ce moment-là, le moteur du Titan 2-2 s'allumerait et le premier étage se séparerait du reste du véhicule et plongerait dans l'océan. Une fois en orbite, la capsule Gemini a largué le deuxième étage.
La NASA a considérablement modifié le Titan II pour qu'il serve de lanceur. Les ingénieurs ont ajouté un système de détection de dysfonctionnement qui avertirait l'équipage en cas de problème avant ou pendant le lancement. Ils ont également renforcé les systèmes électriques et hydrauliques de la fusée, fournissant ainsi des secours en cas de panne des systèmes principaux. D'autres modifications comprenaient l'ajout de dispositifs de surveillance afin que la NASA puisse suivre le vol de la fusée pendant le lancement.
Bien que le Titan II n'ait pas été conçu pour revenir sur Terre, il est resté utile même après avoir épuisé tout son carburant. En effet, les astronautes se sont entraînés à voler en formation avec l'étage Titan 2-2 épuisé, ce qui leur a donné une expérience précieuse en matière de pilotage de la capsule Gemini dans l'espace.
Alors, qu’est-ce qui a motivé la capsule Gemini ? Continuez à lire pour le découvrir.
Orange Vous êtes heureux d'avoir utilisé du tétroxyde d'azote ?
Si vous regardez des vidéos des lancements de Gemini, vous remarquerez que la fusée produit une vapeur orange lorsqu'elle s'enflamme. C'est parce que la NASA a utilisé du tétroxyde d'azote comme oxydant. Le tétroxyde d'azote est clair à des températures plus fraîches, mais une fois qu'il atteint 59 degrés Fahrenheit (15 degrés Celsius), il devient orange. Au contact de l’air, il dégage des fumées orange. Bien que ce soit intéressant à regarder, vous ne voudriez pas en avoir sur vous. Le tétroxyde d'azote est caustique , ce qui signifie que cela peut provoquer des brûlures chimiques.
" Un concept d'artiste du vaisseau spatial Gemini. Image fournie par la NASA
La capsule Mercury ne pouvait contenir qu'un seul astronaute, la NASA a donc dû concevoir un vaisseau spatial plus grand afin d'envoyer un équipage de deux hommes dans l'espace. Il a basé une grande partie de la conception des capsules sur le vaisseau spatial Mercury, mais n'a pas doublé la taille. Au lieu de cela, les ingénieurs de la NASA ont augmenté l’espace intérieur d’environ 50 pour cent. Cela rendait les choses un peu à l'étroit pour les astronautes assis à l'intérieur. De plus, les astronautes ne pouvaient pas se lever et se déplacer dans la capsule :ils étaient confinés à leur siège.
La capsule avait la forme d’un cône et mesurait 5,67 mètres de haut. À sa base, le diamètre de la capsule était de 3,05 mètres de large. Il pesait 8 490 livres (3 851 kilogrammes).
La seule exception à cette situation était lorsqu’un astronaute partait en sortie dans l’espace. À cette époque, les deux astronautes mettaient sous pression leurs combinaisons spatiales. On ouvrait la trappe au-dessus de sa chaise pour sortir du véhicule (contrairement à la capsule Mercury, le vaisseau spatial Gemini avait deux trappes). Une fois à l'extérieur de la capsule, il pouvait se dégourdir les jambes pendant que son coéquipier restait à l'intérieur du navire pour piloter le navire.
La NASA devait faire plus que simplement fabriquer une version plus grande de la capsule Mercury. La maniabilité du Mercury dans l'espace était extrêmement limitée, tandis que le Gemini devrait pouvoir s'amarrer à un autre véhicule. À cette fin, les ingénieurs ont construit et installé une section rétrograde contenant huit propulseurs (petits moteurs de fusée). Cette section attachée au bas de la capsule Gemini. En plus d'abriter les propulseurs, cette section contenait également un réservoir d'eau potable, un réservoir d'oxygène, un système de pompe à liquide de refroidissement, des réservoirs de carburant, un système d'alimentation électrique et un système de communication. La section rétrograde est restée avec le vaisseau spatial Gemini jusqu'à la rentrée, après quoi le vaisseau spatial a largué la section dans l'espace.
Avant Gemini V, le vaisseau spatial Gemini utilisait des batteries pour fournir de l’énergie électrique. Gemini V a été le premier vaisseau spatial à utiliser des piles à combustible pour produire de l'énergie. Les piles à combustible utilisent de l'hydrogène et de l'oxygène pour produire de l'électricité. L’un des avantages du système de pile à combustible est que le sous-produit de la production d’électricité est l’eau. Plus tard, sur le vaisseau spatial Apollo, la NASA créerait un système capable de récupérer l'eau générée par les piles à combustible et de l'utiliser comme eau potable.
" Une vue fish-eye de l'intérieur de la capsule Gemini. Image fournie par la NASA
À l'intérieur de la capsule, la vue des astronautes se composait de deux fenêtres et de plusieurs écrans et panneaux de commande. L'ordinateur du vaisseau spatial a analysé les données recueillies auprès de divers capteurs et a calculé la trajectoire correcte et la puissance nécessaire pour atteindre les objectifs de la mission. La capsule contenait également le système radar du vaisseau spatial, le système de contrôle de rentrée et d'attitude ainsi qu'un système d'atterrissage en parachute. Alors que les astronautes pouvaient piloter le vaisseau spatial Gemini en orbite, le système informatique contrôlait de nombreuses manœuvres en envoyant des commandes directement aux systèmes appropriés.
La NASA a conçu la capsule Gemini pour qu'elle puisse s'amarrer à d'autres structures dans l'espace. Qu'ont-ils utilisé comme navire d'amarrage ? Continuez à lire pour le découvrir.
S'échapper ou s'éjecter ?
Contrairement aux vaisseaux spatiaux Mercury et Apollo, le vaisseau spatial Gemini n'avait pas de système d'évacuation au lancement . (LES). Au lieu de cela, les sièges des capsules étaient des sièges éjectables. En cas d'urgence lors du lancement, les astronautes pourraient s'éjecter de la capsule. Tout d’abord, les écoutilles s’ouvriraient, puis une fusée placée sous le siège catapulterait les deux astronautes loin de la capsule. À ce moment-là, le siège éjectable déploierait un parachute. Le système a été conçu en cas d'urgence au lancement ou lors d'un retour en plané à la rentrée (la NASA a ensuite rejeté le concept de planeur).
" Le véhicule cible Gemini Agena Image fournie par la NASA
Afin de pratiquer les manœuvres d'amarrage dans l'espace, la NASA devait fournir une structure avec laquelle la capsule Gemini pourrait s'amarrer. La solution était un Agena modifié. deuxième étage de fusée. Normalement, l’Agena ferait partie d’un lanceur pour un vaisseau spatial. La NASA l'a modifié pour qu'il puisse également devenir un navire d'amarrage. Les ingénieurs ont conçu un collier d'amarrage qui s'adapte à l'extrémité supérieure de l'étage de la fusée et ont modifié le moteur-fusée afin qu'il puisse redémarrer après un arrêt.
En utilisant une fusée Atlas comme premier étage, la NASA a lancé le nouveau véhicule cible Gemini Agena . (GATV ) en orbite. À l'aide d'un système informatique radiocommandé, le contrôle au sol de la NASA pourrait manœuvrer l'Agena sur l'orbite et l'alignement appropriés en attendant l'amarrage d'une capsule Gemini.
Le GATV avait un moteur-fusée modèle 8247 monté sur un cardan , ce qui signifie qu’il pourrait s’incliner dans différentes directions. En inclinant le moteur de la fusée, la NASA pouvait contrôler la direction dans laquelle le vaisseau se déplaçait. Il a utilisé diméthylhydrazine asymétrique (UDMH ) pour carburant et acide nitrique fumant rouge inhibé (IRFNA ) comme oxydant.
Une fois amarrés à la capsule Gemini, les astronautes pourraient utiliser le moteur du GATV pour fournir une poussée supplémentaire et se déplacer vers des orbites plus élevées. Ensemble, les deux véhicules pourraient se déplacer jusqu'au bord de la ceinture de Van Allen, une région de rayonnement située à moins de 4 000 milles de la surface de la Terre [source :NASA].
La NASA a conçu le collier d'amarrage du GATV pour qu'il s'adapte et se verrouille à l'extrémité de la capsule Gemini. Une fois que la NASA et les astronautes ont aligné les deux vaisseaux sur le même plan orbital, ils ont soigneusement manœuvré le vaisseau spatial Gemini afin que son extrémité entre dans le collier d'amarrage du GATV. Une fois amarrés, les astronautes pouvaient vérifier les systèmes du GATV sur le Panneau d'état du Gemini-ATV . (ASP ).
Le premier vaisseau spatial à s'amarrer avec succès à un GATV fut Gemini VIII en mars 1966 – pendant 30 minutes. En juillet 1966, le Gemini X s'est amarré à deux GATV différents au cours de sa mission. Ce succès signifie que la NASA a atteint l'objectif de mission le plus important du projet Gemini. Cela signifiait également qu’il était possible d’envoyer un homme sur la Lune avant la fin de la décennie. La mission Apollo pourrait se dérouler comme prévu.
La NASA avait initialement prévu que le Gemini atterrisse sur un sol solide, mais a ensuite décidé de se poser uniquement dans l'eau. Qu’est-ce qui les a fait changer d’avis ? Découvrez-le dans la section suivante.
Le Linceul de GATV
Pour protéger le collier d'amarrage du GATV lors du lancement, la NASA a inclus un carénage nasal . Il s'agissait d'un revêtement de protection qui recouvrait l'extrémité du GATV. Une fois en orbite, le GATV était censé larguer le carénage. Lors de la mission Gemini IX, le carénage ne s'est pas largué correctement et l'équipage à bord de la capsule Gemini a dû annuler ses manœuvres d'amarrage.
" Dans cette photo du rendez-vous Gemini VI et VII, les deux vaisseaux spatiaux mesuraient 29 pieds (9 mètres) l’un de l’autre. Image fournie par la NASA
Au cours des premières étapes de planification du projet Gemini, la NASA a exploré la possibilité de concevoir la capsule de manière à ce qu'elle puisse atterrir sur terre. Les capsules Mercure ne pouvaient atterrir en toute sécurité que dans l'eau. Afin de permettre l'atterrissage sur terre, la NASA a tenté de concevoir un vaisseau spatial avec des ailes fixes ou rétractables, pour transformer le vaisseau spatial en parapente . Bien que les ingénieurs aient fait des progrès vers cet objectif, les ailes du parapente ne se sont jamais déployées assez rapidement pour être efficaces. La NASA a finalement abandonné cette idée en 1964.
Bien que décevant au départ, le passage à un système d’amerrissage était probablement pour le mieux. Lors des premiers vols Gemini, les astronautes contrôlaient manuellement une grande partie des manœuvres du vaisseau spatial lors de la rentrée. Malgré tous leurs efforts, ils atterrissaient généralement à plusieurs kilomètres de leur zone d'atterrissage cible. Même Gemini XI, qui s'appuyait sur le système informatique du vaisseau spatial pour une rentrée automatique, a atterri à 2,65 milles marins (4,9 kilomètres) de la zone d'atterrissage prévue. Même si une étendue d'eau au milieu de l'océan Pacifique ressemble beaucoup à une autre, il faut beaucoup de précision pour atterrir en toute sécurité sur une section de terre spécifique.
Juste avant la rentrée, la capsule Gemini larguerait la section rétrograde, ne laissant que le vaisseau spatial en forme de cône contenant l'équipage. Dans la plupart des cas, les astronautes utilisaient les commandes de la capsule pour la manœuvrer de manière à ce que la grande extrémité émoussée soit face à la Terre. C'est là que la NASA a installé le bouclier thermique du Gemini.
La pointe de la capsule Gemini contenait un système de parachute. De petits explosifs ont déployé les parachutes, ce qui a contribué à ralentir la descente de la capsule. La capsule ferait alors un grand bruit dans l'océan et flotterait jusqu'à ce qu'un navire de sauvetage puisse récupérer le véhicule et les astronautes.
" Gemini X s'écrase dans l'océan. Image fournie par la NASA
Les cyniques pourraient dire que la principale motivation de la NASA pour le vaisseau spatial Gemini était de maintenir l'exploration spatiale sous les yeux du public pendant les années entre le projet Mercury et le projet Apollo. Bien que cela ait pu jouer un rôle, la NASA a également utilisé le projet Gemini pour recueillir des informations importantes et prouver que les véhicules dans l'espace pouvaient s'amarrer ensemble. Sans cette expérience, il est peu probable que la NASA ait réussi à réaliser la vision de Kennedy.
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Mettez les freins
Cela peut paraître étrange, mais le système de freinage le plus important du vaisseau spatial Gemini était l'atmosphère terrestre. La friction générée par le déplacement du vaisseau spatial dans l’atmosphère à des vitesses énormes produisait une chaleur intense. Sans le bouclier thermique situé à la base du vaisseau spatial Gemini, les astronautes à l'intérieur de la capsule n'auraient pas pu survivre.
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NASA
"Atlas (lanceur)." L'Encyclopédie Internet des sciences. Consulté le 6 mars 2008. http://www.daviddarling.info/encyclopedia/A/Atlas_rocket.html
"Gémeaux." Encyclopédie Astronautique. Consulté le 5 mars 2008. http://www.astronautix.com/index.html
"Gémeaux." PensezQuest. Consulté le 5 mars 2008. http://library.thinkquest.org/10122/data/EHSGEIN.HTM
"Gemini IV :1ère sortie spatiale américaine." Le lieu spatial ultime. Consulté le 6 mars 2008. http://www.thespaceplace.com/history/gemini/gemini04.html
Hacker, Barton C. et Grimwood, James M. "Sur les épaules des géants :une histoire du projet Gemini". Série Histoire de la NASA. 1977. http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-4203/toc.htm
Logan, Willy. "Projet Gemini : étapes vers la Lune." Consulté le 4 mars 2008. http://www.wilhelm-aerospace.org/Space/Gemini/gem_main.html
NASA. http://www.nasa.gov
"Véhicules spatiaux :moteurs de fusée." Clavius. Consulté le 5 mars 2008. http://www.clavius.org/techengine.html
Svirskas, Rob. «Visite virtuelle de la base aérienne de Cap Canaveral». Consulté le 4 mars 2008. http://www.robsv.com/cape/c19lv2.html
