Les premières sondes lunaires de 1959

par Christian Lardier

Les premières sondes lunaires datent de 1958. Les Américains avaient commencé par le lancement d’une petite sonde de 38 kg baptisée Pioneer-0 le 17 août 1958. Mais une avarie de la turbopompe du moteur du premier étage a provoqué l’échec du tir.

Trois engins avaient été construits par Space Technology Laboratories (STL) filiale de Ramo-Wooldridge Corp qui deviendra peu après TRW. Il s’agissait de placer la sonde autour de la Lune. Le lanceur Thor-Able était équipé d’un troisième étage d’Hercules : le X248. Pour sa part, la sonde était dotée d’un moteur de freinage TX-8, également désigné comme 4e étage. La charge utile scientifique comprenait une caméra de télévision, un compteur d’ions, un magnétomètre, un détecteur de micrométéorites et deux thermomètres.

De son côté, l’Union soviétique développe une version à trois étages 8K72 du missile intercontinental R-7. Le 3^ème étage, désigné Bloc-E, est propulsé par un moteur RD-0105 de Kosberg qui a été réalisé entre février et septembre. Il est destiné au programme lunaire de Korolev. Il comprend la sonde Luna-A du type E1 et E-1A (conteneur sphérique de 170 kg, non orienté, sans panneaux solaires), la sonde Luna-B du type E-2 et E-2A (conteneur cylindrique de 280 kg, orienté pour photographier la face cachée de la Lune, avec panneaux solaires), la sonde Luna-V du type E-3 (variante de Luna-B), la sonde Luna-G du type E-4 (variante du Luna-A chargée de provoquer une explosion à la surface de la Lune) et la sonde Luna-D du type E-5 (orbiteur doté d’un moteur de freinage et d’une caméra à l’instar de Pioneer-P1/P3).

La sonde E-1 n°1 est lancé le 23 septembre 1958. Mais c’est un échec à la 93^ème s de vol. La sonde E-1 n°2 décolle le 12 octobre, mais l’échec se produit alors à la 104^ème s de vol. Enfin, le 4 décembre, c’est au tour de la sonde E-1 n°3 qui échoue à la 245^ème s de vol. Le premier succès intervient le 2 janvier 1959. Une 8K72 lance avec succès la sonde Luna E-1 n°4 (Luna-1, alias Metchta ou Rêve en français). Cet engin de 361,3 kg est doté de cinq instruments scientifiques : un magnétomètre, des pièges à particules chargées, des compteurs Geiger, des compteurs à scintillations (effet Tcherenkov) et des capteurs de micrométéorites. Ils permettent d’étudier la ceinture de radiations terrestre, le milieu interplanétaire et les rayons cosmiques. En outre, le 3 janvier, à 0 h 57 TU, un nuage de sodium est largué pour créer la première comète artificielle dans la constellation de la Vierge. Après 34 h de vol, la sonde passe à 6400 km de la Lune et se place sur une orbite solaire. Elle émet jusqu’à 600 000 km de la Terre.

Pendant ce temps, le 11 octobre 1958, la sonde Pioneer-1, récurrente de Pioneer-0, est lancée par une Thor-Able. Malheureusement, elle ne parvient pas à atteindre la seconde vitesse cosmique et retombe dans l’océan Pacifique après 43 h. Néanmoins, un grand nombre de données scientifiques ont été obtenues pendant ce temps. Le 8 novembre, Pioneer-2 prend la suite. Mais le troisième étage de la Thor-Able ne s’allume pas et l’ensemble se désintègre au-dessus de l’Afrique.

Le 1^er octobre 1958, le programme spatial passe de l’ARPA-DOD à la nouvelle agence spatiale NASA. Les Pioneer-3 et 4, développés par le JPL, sont lancés par des fusées Juno-2 de Wernher Von Braun. Ce sont des engins de 6 kg dotés d’un imageur et de deux compteurs Geiger. Le premier exemplaire est lancé le 6 décembre, mais il n’atteint que l’altitude de 102.300 km avant de retomber sur Terre. Il a toutefois envoyé 25 h de mesures sur les ceintures de radiations. Le second exemplaire Pioneer-4 a plus de chance : il est lancé le 3 mars 1959 et survole la Lune d’une distance de 59.545 km au lieu des 32.000 km prévus. Cependant, il n’a pas pu réaliser la mission photographique. En effet, le second étage ne s’est pas éteint à temps et l’engin s’est écarté de sa trajectoire. Il s’est finalement placé sur une orbite solaire où il a rejoint Luna-1. Le contact a été perdu au bout de 82 h à une distance de 655 000 km de la Terre.

Le 18 juin 1959, une 8K72 est lancée avec la sonde Luna E-1A n°5, mais c’est l’échec à la 153^ème s de vol. Le 9 septembre, la 8K72, qui devait lancer la sonde Luna E-1A n°6, retourne à l’usine après cinq tentatives de lancement qui ont échoué entre le 6 et le 9 septembre. Puis, le 12 septembre, une 8K72 lance avec succès la sonde Luna E-1A n°7 (Luna-2). L’engin de 390,2 kg percute la Lune le lendemain, à 22 h 2 min 24 s TU, dans le marais de la Putréfaction à l’est de la mer de la Sérénité. Avant cela, une seconde comète artificielle est créée alors que la sonde se trouve à 142.000 km de la Terre dans la constellation du Verseau.

Le 24 septembre, le premier modèle de seconde génération de sondes Pioneer, construite par TRW, devait être lancé par une fusée Atlas-Able : c’est le Pioneer-P1 de 168 kg. Il doit être placé en orbite lunaire. C’est une sphère de 25,3 kg dotée de panneaux solaires qui emporte 55 kg d’instruments scientifiques (système de télévision, magnétomètres, récepteur VLF, compteurs Geiger, compteur à scintillations, chambre à ions, compteur proportionnel, etc). Elle est propulsée par un moteur de manœuvre à hydrazine réallumable quatre fois. Mais la fusée a explosé sur la plate-forme de tir lors des essais statiques. La sonde devient alors Pioneer-P3. Le lancement intervient le 26 novembre, mais la fusée Atlas-Able échoue à la 104^ème s de vol. Deux autres modèles sont réalisés : le P30 et le P31. Ils pèsent 175 kg et la charge utile est passée à 60 kg. Ils sont respectivement lancés par des Atlas-Able les 25 septembre et 15 décembre 1960. Le premier lancement échoue à cause d’une panne du deuxième étage, tandis que le premier étage explose à la 68^ème s de vol lors du second tir.

Côté soviétique, le 4 octobre 1959, une 8K72 lance avec succès la sonde Luna E-2A n°1 (Luna-3). Cet engin de 278,5 kg doté de la caméra Einisseï-2 prend une trentaine d’images de la face cachée de la Lune depuis une distance de 60.000 km. La caméra, développée par le NII-380 (VNIIT) de Leningrad, possède deux objectifs de 200 et 500 mm fournis par l’usine n°393 de Krasnogorsk (AFA-E1). Les clichés sont retransmis par bélinographie à la station de réception montée sur la montagne Kochka (Crimée) lors du retour vers la Terre. Le système d’orientation avait été mis au point par B.V.Raouchenbakh au NII-1 de l’industrie aéronautique (devenu le centre Keldysh). La sonde retombe dans l’atmosphère le 20 mai 1660.

Ce succès sera récompensé par un prix Lénine en 1960 : il est remis à 13 personnes de l’OKB-1 de Korolev, S.A.Kosberg de l’OKB-154, I.L.Valik et P.F.Bratslavets du NII-380, V.A.Bechenov de l’usine n°393, E.Ya.Bogouslavsky, M.I.Borissenko et A.M.Trakhtman du NII-885, A.You.Ichlinsky du NII-944, A.F.Bogomolov de l’OKB MEI, N.S.Lidorenko du VNII des sources de courant.

La version Luna-V du type E-3 (ou E-2F) est équipée d’une nouvelle caméra à balayage Einisseï-3 dotée d’un objectif de 750 mm. Deux exemplaires E-3 n°1 et E-3 n°2 sont lancés les 15 et 16 avril 1960, mais les tirs se soldent par des échecs. Dans le premier cas, le bloc-E est éteint trop tôt et il se place sur une orbite elliptique autour de la Terre. Dans le second cas, l’échec s’est produit au décollage : le bloc central de la 8K72 retombe sur le MIK où il provoque d’importants dégâts.

En 1960, Korolev commence la réalisation du programme 8K78-E6. C’est une fusée Molnya capable de lancer 1,6 t vers la Lune. Les projets E-4 et E-5 sont abandonnés. La sonde E-6 est destinée à l’alunissage en douceur sur la Lune. De son côté, la Nasa s’engage dans le programme Ranger.

Article parue dans la revue Espace & Temps n°5 (Décembre 2009)