Mission Apollo 13 : les vraies raisons du naufrage spatial

Apollo 13. © Nasa
Il y a 50 ans, le 14 avril 1970, une explosion endommage gravement le vaisseau d’Apollo 13 lancé vers la Lune avec trois astronautes à son bord. L’accident résulte d’une succession de faits en apparence anodins. Retour sur un enchaînement fatal débuté quatre ans plus tôt.

Apollo 13 est un film catastrophe dont on connaît le dénouement : le 17 avril 1970, les astronautes Jim Lovell, Fred Haise et Jack Swigert reviennent sains et saufs sur Terre à bord de la capsule Odyssey. Trois jours plus tôt, alors qu’ils ont quitté l’orbite terrestre et qu’ils approchent de la Lune, une explosion mystérieuse a détruit le moteur principal de leur vaisseau, éventré leurs réservoirs de carburant, mis hors service leurs générateurs d’électricité et vidé l’essentiel de leurs réserves d’oxygène. En ressentant la secousse, Jack Swigert a juste annoncé : « Houston, je crois que nous avons eu un problème. » Comme au centre spatial de Houston le capcom (l’astronaute chargé de communiquer avec l’équipage) Jack Lousma n’a pas compris, le commandant Jim Lovell a répété le fameux : « Houston, nous avons eu un problème. »

À cet instant, personne ne saisit encore la gravité de la situation. En fait, le module de service, qui contient tous les systèmes vitaux du vaisseau, est en grande partie dévasté. Plus question de se poser sur la Lune. Les astronautes sont naufragés à plus de 330 000 km de la Terre et, à la Nasa, l’objectif de la mission se transforme en casse-tête : comment maintenir l’équipage en vie et le ramener sur Terre. L’histoire de ce sauvetage, qui deviendra « un échec réussi », fera le tour du monde, notamment grâce au film de Ron Howard en 1995, dans lequel l’acteur Tom Hanks incarne Jim Lovell. Moins connue est l’histoire qui a abouti à cette explosion. C’est celle d’une addition de situations si insignifiantes que nul n’y a prêté attention. Or, le diable se cachait dans ces détails…

Les astronautes d’Apollo 13 ne découvrent l’ampleur des dégâts que peu avant leur arrivée sur Terre, quand la capsule Odyssey se sépare du module de service. © Nasa

Tout commence en 1966, quand Beech Aircraft Corporation entame la fabrication d’un réservoir d’oxygène cylindrique qui reçoit le numéro de série 10024XTA0008. L’entreprise, qui est chargée de réaliser les réservoirs qui prendront place dans les modules de service des vaisseaux Apollo, ne débute pas en la matière. Dans les mois qui ont précédé, elle a déjà réalisé sept réservoirs identiques qui serviront pour des missions habitées et qui ne présenteront pas de problème. Le 3 mai 1967, le réservoir est livré à North American Rockwell, qui assemble les modules de service d’Apollo. Le 4 juin 1968, après de longues étapes de vérifications, l’un de ces modules de service (SM) est terminé. Désigné comme le SM 106, il contient le réservoir 10024XTA0008 qui devient le réservoir n°2. Aucune anomalie n’est décelée et le SM 106 est déclaré bon pour le vol. Il sera intégré à la mission Apollo 10.

Une chute de 5 centimètres

Mais dans le même temps, la Nasa a décidé d’une amélioration sur les modules de service. Le 21 octobre 1968, les réservoirs d’oxygène du SM 106 sont donc démontés pour être remplacés par d’autres, construits plus tard selon les nouvelles directives. L’idée est de modifier les anciens réservoirs et de les remettre en circulation pour une mission ultérieure. Mais lors de ce démontage, une structure métallique du module de service, alors qu’elle était soulevée par une grue, chute de 5 cm et vient frapper le sommet du réservoir n° 2. Les dommages constatés sont mineurs. L’ensemble fait toutefois l’objet de tests qui ne révèlent pas de fuite. Mais ils ne permettent pas de savoir qu’un tuyau servant au remplissage et à la vidange du réservoir s’est déplacé…

Le destin d’Apollo 13 se scelle le 21 octobre 1968 quand le réservoir d’oxygène n°2 est légèrement endommagé

Le 22 novembre 1968, alors qu’un seul équipage a été envoyé en orbite terrestre lors d’Apollo 7, le réservoir n° 2 et son support sont installés dans le SM 109 d’Apollo 13. Nouvelle batterie de tests : rien à signaler. Et en juin 1969, peu avant le départ d’Apollo 11, le module de service est expédié au centre spatial Kennedy, en Floride, pour être monté sur la fusée Saturne 5. Les simulations de compte à rebours débutent le 16 mars 1970. Les réservoirs d’oxygène sont remplis sans problème. Mais quand il s’agit de les vider, le réservoir n° 2 ne perd que 8 % de son contenu. Pas moyen de le vidanger, même avec la procédure de secours. Les techniciens poursuivent la simulation de décompte et fixent à plus tard la résolution du problème.

Le 27 mars 1970, nouvelle tentative de vidange. Mais le réservoir conserve encore les deux tiers de son contenu. À l’intérieur de celui-ci se trouvent un système de chauffage et une hélice qui sert à brasser l’oxygène liquide une fois le vaisseau dans l’espace. Après consultation des entreprises ayant fabriqué le réservoir, la décision est prise d’utiliser ce système de chauffage pour vaporiser l’oxygène et faciliter sa vidange. L’hélice de brassage est également mise sous tension pour augmenter la chaleur. L’idée est bonne et a priori ne présente pas d’inconvénient. Une seule règle doit être respectée : la température dans le réservoir ne doit pas dépasser 27 °C. Des interrupteurs thermostatiques sont donc placés sur le système de chauffage et sur l’hélice ; en cas de dépassement, ils coupent automatiquement l’alimentation. Et une jauge permet aux techniciens de surveiller la température.

Changement de voltage sur le pas de tir

Mais depuis le début du programme Apollo, le voltage sur l’aire de lancement est passé de 27 V à 65 V. En vol, les systèmes du vaisseau travailleront en 27 V, mais quand ils sont reliés au sol, ils fonctionnent avec une tension supérieure. La Nasa a informé toutes les entreprises concernées et leur a demandé de s’assurer que chaque système électrique pouvait soutenir cette tension. Consigne que le fournisseur des interrupteurs thermostatiques a tout simplement oubliée… Pendant six heures, le système de chauffage et l’hélice de brassage tournent ; la quantité d’oxygène n’a diminué que de 35 %. Ce que les opérateurs ignorent, c’est qu’à l’intérieur du réservoir, la température a atteint 500 °C. Soudés par le voltage trop grand, les interrupteurs n’ont pas fonctionné. Et personne ne remarque la surchauffe car la jauge de température n’est pas conçue pour dépasser 27 °C… Comme la vidange n’est pas plus efficace, les techniciens ont remis cela pendant huit heures de plus. La conséquence ? À cette température, les gaines de téflon qui isolent les câbles électriques sont en lambeaux…

Les ingénieurs trouvent cependant pourquoi le réservoir ne se vide pas : le tuyau d’évacuation a été endommagé lors de la chute. Mais comme ils parviennent à remplir le réservoir et que celui-ci ne sera pas vidangé en vol, ils considèrent que ce problème n’en est pas un. Et le 30 mars 1970, douze jours avant le lancement, ils décident de faire un test de remplissage qui se déroule bien. Apollo 13 est bon pour le décollage. Jusqu’à celui-ci, les responsables du programme lunaire examinent encore le problème de vidange. Mais sans que l’incident du 21 octobre 1968 ne soit évoqué. Pis, les personnes qui discutent du réservoir n°2 ignorent que le système de chauffage et l’hélice ont continué à fonctionner même après que les opérations de vidange eurent cessé. Ce point aurait pu les alerter sur une anomalie et éventuellement les faire décider d’un démontage, donc d’un report du lancement. Pourquoi n’ont-ils pas été informés du fait par ceux qui le connaissaient ? Parce que ces derniers n’ont pas imaginé que cela entraîne un quelconque dommage.

Le 11 avril 1970, Apollo 13 décolle à 19 h 13 TU (les superstitieux y voient un mauvais signe car en Floride, il était 13 h 13, pour la treizième mission). En dehors du moteur central du deuxième étage de la fusée Saturne 5 qui s’éteint deux minutes trop tôt — ce qui est compensé par une combustion plus longue des quatre autres moteurs —, tout se déroule bien et le vaisseau s’élance vers la Lune.

Opération de routine

Le 13 avril, 46 heures et 40 minutes après le lancement, l’équipage effectue une opération de routine en allumant l’hélice de brassage du réservoir n°2. Au bout de trois secondes, la jauge de niveau de remplissage, après avoir indiqué 83 %, se bloque au-dessus de 100 %. Cette anomalie est vraisemblablement due à un court-circuit. Une heure et quatorze minutes plus tard, la même opération se passe sans problème si ce n’est la jauge de quantité qui reste toujours hors des clous.

Le 14 avril, à 3 h 07 TU (c’est encore le 13 avril aux États-Unis), Jack Swigert se trouve seul dans le module de commande pendant que Lovell et Haise sont dans le module lunaire Aquarius. À la demande de Houston, il réalise un cycle de brassage de tous les réservoirs parce que l’un des réservoirs d’hydrogène affiche une pression trop basse. En quelques dixièmes de seconde, la situation tourne au cauchemar. Vraisemblablement à la suite d’un arc électrique dû à la détérioration des gaines isolantes, l’oxygène pur s’enflamme. Et le réservoir n° 2 explose. Celui-ci étant placé au cœur du module de commande, l’explosion touche les moteurs, les réservoirs de carburant et leurs conduites ainsi que les générateurs électriques. Le réservoir n° 1, juste à côté, est éventré. Et son oxygène s’échappe dans l’espace.

Sur le moment, personne ne comprend ce qui se passe. Jack Swigert songe d’abord à un incident survenu sur le module lunaire qu’il considère comme moins fiable que le module de commande. Deux secondes après qu’il eut signalé le “problème”, Lovell, qui l’a rejoint, indique la perte de l’un des générateurs électriques. Ce n’est que le début du naufrage. Dans les secondes qui suivent, les alarmes se multiplient. Les astronautes voient du gaz fuir dans l’espace. C’est l’oxygène du réservoir n°1. À la suite de l’explosion, le module de service est en grande partie hors d’usage. Au fil des minutes, puis des heures, l’équipage réalise l’ampleur des dégâts. Le module de commande est évacué afin d’économiser ses batteries (intactes) pour le retour sur Terre. Les trois hommes se réfugient dans le LM. Aquarius ne se posera jamais sur la Lune, mais il deviendra le vaisseau d’où ils effectueront les manœuvres nécessaires pour revenir vers la Terre.

Apollo 13 survole la face cachée de la Lune. Fred Haise et Jack Swigert en profitent pour faire des photos. L’attraction de la Lune dévie le vaisseau et le renvoie grossièrement vers la Terre. Une mise à feu du LM sera ajoutée deux heures plus tard. © Nasa

Un survol de la Lune et on rentre

Au moment de l’accident, Apollo 13 était déjà à plus de 330 000 km de la Terre. Le demi-tour étant impossible, les astronautes vont virer autour de la Lune puis, deux heures plus tard, alors que leur trajectoire aura déjà été infléchie par le champ gravitationnel lunaire, ils allument le moteur d’Aquarius pour viser précisément la Terre. Les naufragés passeront trois jours dans le froid, à lutter pour leur survie. Ils doivent notamment bricoler les filtres à gaz carbonique du LM, insuffisants pour purifier l’air de trois personnes. Ils accomplissent des corrections de trajectoire grâce à Aquarius. Le LM remplit parfaitement son rôle de canot de sauvetage qui avait été envisagé dès le début du programme Apollo.

L’un des problèmes à bord est l’augmentation du gaz carbonique dans l’air à cause d’un LM prévu pour deux personnes seulement. Au sol, on imagine un bricolage des filtres à CO2 pour éviter que l’équipage ne meure asphyxié. © Nasa

Le 17 avril 1970, Odyssey pénètre dans l’atmosphère terrestre. Le suspense persiste jusqu’au bout, car la perte des communications radio due à l’air ionisé qui entoure le vaisseau lors de sa traversée de l’atmosphère dure 1 minute et 27 secondes de plus que pour les autres missions, vraisemblablement en raison d’un angle d’arrivée légèrement trop plat. Mais les trois premiers naufragés de l’espace reviennent sains et saufs.

Le 17 avril 1970, les trois astronautes sont sauvés. Ils prennent pied sur le pont du porte-avions venu les récupérer en mer. © Nasa
À Houston, comme le veut la tradition, les contrôleurs de vol allument des cigares pour fêter la réussite du sauvetage. © Nasa

L’accident dont ils ont été victimes couvait au fond du réservoir n°2 depuis un an et demi. À plusieurs reprises, l’anomalie découlant de la chute du 21 octobre 1968 aurait pu être décelée. Mais elle est restée cachée à cause d’un défaut de communication entre les équipes chargées de le construire et de le tester. Ces failles et l’enchaînement fatal des incidents seront mis au jour par une commission d’enquête à laquelle les astronautes Neil Armstrong (Apollo 11) et Bill Anders (Apollo 8) participeront. Son rapport, rendu dès juin 1970, permettra des améliorations sur le circuit électrique et l’aménagement du module de service. Avec seulement six mois de retard, Apollo 14 prend la route de la Lune le 30 janvier 1971. Destination : le massif Fra Mauro, l’objectif d’Apollo 13.

 

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