LE PROJET MERCURY
Le projet Mercury, initié en 1958 et achevé en 1963, est le premier programme de vol spatial habité des États-Unis. Ses objectifs étaient de placer un vaisseau spatial habité en orbite terrestre, d'étudier la capacité de l'homme à travailler dans l'espace et de récupérer en toute sécurité le vaisseau spatial ainsi que son passager.
Spécifications du vaisseau Mercury :
Constructeur : McDonnell Aircraft Corporation
Premier vol : 09 septembre 1959 ; premier vol habité le 5 mai 1961 (MR-3)
Dernier vol : 15 mai 1963 (MA-9)
Nombre de vols : 16 au total dont 6 habités (2 suborbital, 4 orbital)
Utilisation principale : vol habité en orbite terrestre
Coût à l'unité : 5,50 millions $
Équipage : 1 astronaute
Endurance : 1,5 jour
Stockage : 1 jour
Longueur hors tout : 4 m / 7,90 m (inclus la tour d'évacuation et la flèche aérodynamique)
Diamètre maximum : 1,90 m
Volume habitable : 1,70 m3
Masse au lancement : 1935 kg avec la tour d'évasion
Masse en Orbite : 1355 kg
Masse de carburant : 219 kg au total
impulsion totale du RCS : 29,8 kNs
Énergie : batteries ; 13,0 kW total.
(Les masses indiquées sont des estimations moyennes et ne correspondent pas nécessairement à chaque mission.)
PLUS EN DÉTAIL...
La tour d'évasion
La tour d'évasion est conçue pour extraire la capsule du lanceur en cas d'accident sur la rampe de lancement ou après le décollage. Devenue inutile, elle est éjectée du lanceur après la séparation des moteurs d'appoint (dans le cas d'un vol avec un lanceur Atlas). Lors d'une mission normale, la tour d'évacuation est larguée en allumant le moteur d'évasion; un petit moteur de séparation étant utilisé pour larguer la tour lors d'une mission avortée.
Elle est constituée d'une structure métallique soudée (pylône) d'une longueur de 3,04 m (10 ft) fixée au compartiment de récupération de la cabine par une bride en trois segments. Ces segments sont maintenus ensemble par 3 boulons explosifs et servent de support au bloc moteur d'évasion ainsi que de cheminement pour le câblage électrique nécessaire à l'allumage du moteur, à l'éjection de la tour et à l'explosion des boulons.
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Longueur : 5,2 m
Masse : 580 kg
Moteur d'évasion : 231,3 kN, duré de combustion 1 s
Moteur de séparation : 3,56 kN, duré de combustion 1,5 s
Propergol : carburant solide.
La cabine Mercury
Effectif (équipage) : 1 astronaute.
Longueur : 2,92 m (115 in) du bouclier thermique à l'extrémité du cylindre de récupération).
Diamètre maximum : 1,87 m (74 in).
Volume habitable : 1,70 m3.
Masse totale : 1118 kg, répartie comme suit : structure, 340 kg ; bouclier thermique, 272 kg ; RCS, 40 kg ; équipement de récupération, 60 kg; équipement de navigation, 40 kg ; équipement de télémétrie, 50 kg ; équipement électrique, 80 kg ; systèmes de communication, 20 kg ; siège et provision de l'astronaute, 80 kg ; masse de l'astronaute, 72 kg ; système du contôle de l'environnement, 50 kg ; carburant, 14 kg.
RCS :
Propulseurs : grosse impulsion soit 6 x 107 N
petite impulsion : 6 x 4.45 N.
carburant : peroxyde d'hydrogène.
Impulsion spécifique : 220 s.
Impulsion totale : 29,8 kNs.
Énergie : batteries ; 13,5 kW total, 0.54 kW en moyenne.
Environnement : oxygène pur à une pression de 340 mbar.
Le vaisseau Mercury présente une construction semi monocoque conventionnelle, ressemblant à un cône tronqué surmonté d'un compartiment cylindrique court, lui même coiffé d'un autre petit cône tronqué.
Le premier cône est une structure à double paroi, la paroi interne formant une enceinte sous pression (la cabine) tandis que l'enveloppe extérieure constitue le bouclier thermique. Cette enceinte pressurisée ainsi que son revêtement extérieur sont fabriqués en titane, assurant ainsi une protection optimale contre la chaleur générée lors de la rentrée.
À sa base se trouve un large bouclier thermique, fabriqué en fibre de verre phénolique de haute densité (1762 kg/m3 ou 110 lb/ft3). Pour former un contour lisse. celui-ci est fixé à un anneau de fixation, qui à son tour est rivé à la partie conique de la peau intérieure.
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 Périscope déployé sur le flanc du vaisseau Mercury (illustration par James R. Basset) |
À l'intérieur se trouvent 120 commandes : 55 interrupteurs électriques, 30 fusibles et 35 leviers mécaniques.
Cependant, le vaisseau Mercury a été conçu pour être entièrement contrôlable depuis le sol, au cas où un imprévu altérerait la capacité de l'astronaute à piloter. Un hublot d'observation est placer face à l'astronaute, qui utilise également un périscope pour observer la surface terrestre et acquérir des repères géographiques utiles à la navigation.
Le saviez vous?? Le principal défaut du vaisseau Mercury réside dans le fait que tous les systèmes sont fixés de manière aléatoire dans tous les recoins de la cabine pressurisée ; la construction, les essais et les réparations s'avèrent être de véritables cauchemars.
Mercury a été construite dans les plus brefs délais afin d'envoyer un homme en orbite coûte que coûte. C'est pourquoi elle est à la fois si compliquée et mal aménagée. La plupart des mécanismes sont empilés les uns sur les autres au milieu d'un réseau complexe de câbles et de tuyaux. Lorsque l'on tente de réparer l'un des systèmes, on risque souvent d'endommager les autres, et il devient indispensable de les vérifier tous un à un dès que l'on touche à l'un d'entre eux.
L'astronaute prend place dans sa couchette en pénétrant par l'écoutille située à sa droite. Une fois en position et sanglé, les techniciens de la salle blanche verrouille l'écoutille à l'aide de boulons.
L'ÉCOUTILLE
La construction de l'écoutille, similaire à celle de la section conique, consiste en une peau interne et externe soudées ensemble, renforcée par des longerons. Une charge explosive (cordon), moulée dans le rebord de l'écoutille, est prévu pour permettre une libération rapide de celle-ci, facilitant ainsi l'évacuation rapide de l'astronaute.
Un initiateur de charge explosive, situé dans le coin supérieur arrière de la trappe, est connecté à un initiateur interne de commande de libération. Avant le lancement, la trappe est verrouillée et scellée en position à l'aide de boulons, et deux bardeaux ondulés sont installés sur la trappe. Les boulons sont insérés à travers le rebord de l'écoutille, qui contient la charge explosive, et vissés dans le rebord du vaisseau. Un joint de magnésium, avec des incrustations en caoutchouc, forme le joint d'étanchéité de l'écoutille quand celle-ci est verrouillée en position.
Deux bardeaux sont fixés aux longerons de l'écoutille, mais seulement après avoir été solidarisés avec les bardeaux du vaisseau spatial. Cela garantit une séparation nette de l'écoutille lors de l'activation de la charge explosive. Après l'impact, l'astronaute retire le cache du piston de l'initiateur. En appuyant sur le piston, deux percuteurs à ressorts frappent les amorces de la charge explosive, déclenchant l'explosion. Cette action expulse l'écoutille du vaisseau spatial.
Un dispositif de commande externe est également prévu pour permettre au personnel au sol de déclencher la séparation de l'écoutille si l'astronaute est dans l'incapacité de le faire.
Des ressorts de rétention, maintenus en place par des épingles, sont intégrés à la face intérieure de l'écoutille afin de prévenir tout risque de blessure pour le personnel au sol en cas d'activation accidentelle du piston de l'initiateur.
L'HUBLOT D'OBSERVATION
Placé sur la partie arrière de la section conique, il permet à l'astronaute d'observer l'exterieur. Le hublot, situé au-dessus du tableau de bord principal, consiste en un assemblage intérieur et extérieur.
L'assemblage intérieur comprend trois vitres scellées indépendamment dans un cadre en titane, lui-même fixé à la paroi de la cabine. Cette disposition assure une étanchéité optimale entre les vitres. L'assemblage extérieur est constitué d'un panneau de verre scellé dans un cadre en titane, fixé à la paroi externe du vaisseau. Il est scellé indépendamment de l'assemblage intérieur.
Le hublot est équipé de filtres permettant à l'astronaute de réguler la lumière extérieure entrant dans la cabine. Une protection placée entre les assemblages intérieur et extérieur élimine les reflets parasites de la structure interne du vaisseau. Deux miroirs de position augmentent l'angle de vision de l'astronaute.
LE TABLEAU DE BORD
Les instruments et les commandes sont répartis entre le tableau de bord principal et les consoles gauche et droite. Le tableau de bord principal, situé directement devant la couchette, est à la fois accessible et visible par l'astronaute. Il regroupe l'horloge de vol, l'indicateur d'attitude, les commandes de communication, des témoins lumineux, des commutateurs électriques et divers indicateurs. La console située à gauche du panneau principal reste accessible et visible à l'astronaute est entièrement sanglé. Elle comprend un ordre telelight, des indicateurs et des commandes. Quant à la console placée sous l'écoutille d'entrée, elle regroupe les commandes du système de contrôle environnemental.
Sources : Livre "This New Ocean: A History of Project Mercury", PDF : Mercury Familiarization Manual Dec 20 1962, Mercury Maintenance Manual1959. Life in Space. Texte de Paul Cultrera, tous droits réservés.