Echec de l’opération OAO-B

Pour la NASA, la mise en orbite du troisième satellite astronomique américain, OAO-B (Orbiting Astronomical Observatory) devait constituer, avec Apollo-13 l’opération la plus importante de l’année 1970. Or, après de nombreux reports, cette expérience s’est soldée par un échec total, le 30 novembre 1970.

Cet insuccès est extrêmement grave pour l’Agence américaine de l’espace qui a aussitôt ordonné la création d’une commission d’enquête. En effet, du point de vue financier, le lancement de OAO-B a coûté une somme de 98,5 millions de dollars (environ 500 millions de francs) qui se répartit comme suit : 83 millions de dollars pour la construction du satellite et 15,5 millions de dollars pour l’achat de la fusée porteuse Atlas-Centaur.

Mais l’échec de la satellisation de OAO-B, qui, en cas de succès, aurait été appelé OAO-3, risque également de retarder le lancement, en 1971, de plusieurs satellites.

En effet, cette mission a échoué du fait de la non-séparation de l’ogive métallique qui protège le satellite lors de la traversée de l’atmosphère et qui aurait dû être éjectée 4 minutes 16 secondes après la mise à feu du moteur du premier étage. Le cône qui s’est ouvert 8 minutes trop tard a alourdi la charge utile de 1 090 kg empêchant ainsi l’Atlas-Centaur de lui communiquer la vitesse de satellisation. De toute façon, le satellite qui est retombé en Afrique orientale ou dans l’Océan Indien aurait été inutilisable car les panneaux de batteries solaires et les antennes n’auraient pu être déployées dans l’espace. Cette même ogive qui mesure près de 4 m de hauteur doit être utilisée, en 1971, pour les lancements du satellite de télécommunications Intelsat IV, des deux sondes martiennes Mariner-Orbiter et du quatrième et dernier satellite de la série OAO.

L’appareil scientifique embarqué

Prévu initialement pour le 17 novembre 1970 au plus tard, mais reporté à plusieurs reprises à la suite d’incidents techniques, le lancement de OAO-B était attendu avec impatience par les astronomes du monde entier. En effet, OAO-2, dont la mise en orbite avait eu lieu en décembre 1968, a transmis au cours de 16 mois d’activité de très nombreux renseignements concernant 3 003 champs stellaires et près de 8 710 photographies qui représentent 10 % de la voûte céleste et 20 % de la région du ciel proche de la Voie Lactée.

Or, le dépouillement de ces résultats, souvent en contradiction avec les prévisions théoriques, a posé de nouvelles questions astronomiques.

De nombreux chercheurs comptaient donc sur OAO-B, beaucoup plus perfectionné que OAO-2, pour confirmer et compléter les résultats acquis. Il devait, en effet, observer 14 000 étoiles par année de fonctionnement.

Le satellite OAO-B, le plus complexe des satellites scientifiques américains, – il comporte 328 000 éléments ou pièces – pesait plus de 2 000 kg pour une longueur de 3 m et une envergure totale de 6,3 m, panneaux solaires dépliés. Il aurait dû être placé sur une orbite orbite circulaire, à 500 km d’altitude, inclinée à 35° sur l’équateur.

L’équipement principal de OAO-B est constitué par un télescope appelé « Goddard Experiment Package » (G.E.P.) de 96,5 cm d’ouverture. Réalisé sous la responsabilité du Docteur Albert Boggess du Goddard Space Flight Center de la NASA, le G.E.P. (453 kg) comprenait :

• un système optique composé d’un télescope Cassegrain et d’un spectromètre Wright-Schmidt travaillant dans une bande spectrale comprise entre 1 000 et 4 000 Å. Alors que le miroir secondaire était en quartz, tous les autres systèmes optiques – miroir primaire, miroir du spectromètre, … – étaient en béryllium, ce qui permettait de réduire considérablement leur masse ;
• un système de capteurs composé de 6 détecteurs à ultraviolet dont la bande passante était comprise entre 1 050 et 4 267 Å et d’un détecteur de lumière visible permettant de déterminer la magnitude des étoiles et la correspondance qui existe entre l’émission stellaire en lumière ultraviolette et en lumière visible ;
• un système électronique analogique auquel étaient associés quelques circuits digitaux capables de décoder et de mettre en mémoire 1 024 ordres de 2 mots de télécommande ;
• un système de capteurs commandant la stabilisation à une seconde d’arc près ce qui, pour un tireur, équivaut à viser pendant plusieurs minutes une cible de 5 cm située à une distance de 10 km. Ce sous-ensemble reçoit environ 10 % de lumière captée par le miroir primaire du G.E.P.

Grâce à un système gyroscopique extrêmement précis, le satellite devait pouvoir garder son orientation dans l’espace avec une dérive inférieure à 10 secondes d’arc par heure contre 1minute d’arc par heure pour OAO-2.

Mais une des plus importantes différences entre OAO-2 et OAO-B était l’installation d’un écran tubulaire dans l’axe du télescope permettant de réaliser des expériences en plein jour, ce « pare-soleil » mesurait 2 m de longueur.

La mission astronomique de OAO-B

Le haut degré de technicité de l’appareillage embarqué à bord de OAO-B aurait dû lui permettre de réaliser des observations beaucoup plus approfondies que OAO-2. C’est ainsi que le G.E.P. devait pouvoir mesurer la quantité de lumière ultraviolette stellaire avec une précision cinq fois supérieure à celle permise par le télescope de OAO-2 et observer des étoiles ayant une magnitude inférieure à 12.

Parmi les missions qui avaient été confiées au troisième AOA figuraient :

• l’observation des étoiles jeunes, des étoiles particulières telles que Wolf-Rayer ou T-Tauri et des pulsars ainsi que l’étude de la poussière interstellaire qui, d’après de nombreux astronomes, serait à l’origine de la naissance et de l’évolution des étoiles et de notre galaxie.
• l’étude du quasar 3 C 273 découvert en 1963. Ce serait l’un des systèmes célestes le plus éloigné de notre système.
• l’analyse spectrale des galaxies et du milieu intergalactique ainsi que la magnitude et l’intensité de la déviation vers le rouge de la raie Lyman-alpha.

A ce sujet, il faut rappeler que la région du spectre inférieure à 3 000 Å est pratiquement inexplorée, l’atmosphère terrestre constituant un écran opaque aux radiations ultraviolettes, X et gamma.

La NASA et les grands satellites astronomiques

Avant l’échec de la mission OAO-B, la NASA prévoyait, pour la fin de l’année 1971, le lancement du quatrième et dernier satellite de cette série. OAO-C doit être équipé d’un télescope à haute résolution de 82 cm d’ouverture et d’un appareillage permettant d’étudier l’émission de rayons X des étoiles et des nébuleuses, ainsi que l’absorption interstellaire de l’hélium et de divers autres éléments.

Le programme américain de satellites automatiques à missions astronomiques devrait se poursuivre dès 1974 par le lancement du premier HEOA (High Energy Astronomical Observatory), qui emportera une charge utile de près de 6 t. Mais, dès à présent, la NASA étudie la possibilité de construire le L.S.T. (Large Space Telescope) qui pourrait être lancé vers la fin des années 70 par la future navette spatiale. Ce satellite automatique sera capable d’observer des étoiles de magnitude 4 à 5 fois plus faible que celles visibles du sol et de déterminer, avec précision, la forme de l’Univers.

Article paru dans la revue CNES « La recherche spatiale » – Volume X – N°1 – Janvier-Février 1971