Tezio Corteze

Le programme L3 – Les dessins en grand !

                                                                                                                                     

 Dessins (c) Serge Gracieux / ENERGIA

 

Déroulement d’une mission type

Sans revenir en détail sur la genèse du lanceur N1, il faut tout de même rappeler que ce lanceur lourd était le fer de lance du programme des Soviétiques pour répondre au programme Apollo. Ce programme n’a cessé d’évoluer, mais, vers 1967, le programme fut figé sous le nom de L3.

A cette époque, la réalisation d’une mission habitée L3 exigeait pas moins de 4 lanceurs : l’utilisation d’un complexe de vol N1/L3, d’un complexe de réserve identique, de deux lanceurs Proton destinés à déposer deux appareils automatiques Ye-8 de type Lunokhod et pendant la mission, la mobilisation de satellites pour relayer les communications comme les Molniya.

L’expédition lunaire est réalisée en trois étapes.

Etape 1 - La dépose des deux Lunokhod,

Etape 2 - L’alunissage du module lunaire de secours (LK - Lunnyi Korabl),

Etape 3 - L’alunissage du module lunaire LK avec le cosmonaute à bord, le décollage et le retour de l’équipage vers la Terre.

 

Etape 1 - La dépose des deux Lunokhod

 

 

Après une mise en orbite terrestre de parking à 200 km d’altitude (inclinaison 51,8°) et avoir effectué les ¾ d’un tour de Terre, un bloc moteur - le Block D - est rallumé et propulse la sonde vers la Lune avant d’être largué. Avec son propre moteur, la sonde effectue deux corrections de trajectoires à la 35ème et 87ème heure de vol et ce moteur assure la mise en orbite lunaire circulaire à une altitude de 120 km environ.

Deux ou trois mois avant le lancement de la mission habitée, avec un intervalle d’une semaine, deux lanceurs Proton K vont placer en orbite deux sondes de type Luna qui embarquent chacune un Lunokhod. 

 

 

 

Après une mise en orbite terrestre de parking à 200 km d’altitude (inclinaison 51,8°) et avoir effectué les ¾ d’un tour de Terre, un bloc moteur - le Block D - est rallumé et propulse la sonde vers la Lune avant d’être largué. Avec son propre moteur, la sonde effectue deux corrections de trajectoires à la 35ème et 87ème heure de vol et ce moteur assure la mise en orbite lunaire circulaire à une altitude de 120 km environ.

 

 

Lors d’une troisième correction d’orbite, le périgée descend à 20 kilomètres. La quatrième correction d’orbite est la bonne et l’alunissage s’effectue de manière entièrement automatique dans la région choisie, là même où le cosmonaute devra se poser dans quelques semaines. 

 

Après avoir effectué la vérification des

équipements, 4 rampes sont déployées

et le Lunokhod piloté depuis la Terre

descend et se dirige vers le point prévu

pour l’alunissage du LK.

 

 

 

 

 

 

Il permet l’inspection de la zone, effectue plusieurs

panoramiques et renvoi vers la Terre par

radio-transmission les images du site

qui est ainsi confirmé.

 

 

La seconde sonde se pose à son tour la semaine

suivante et effectue les mêmes manœuvres.

En cas d’échec de l’une des sondes, l’autre

assure la mission. 

 

 

Etape 2 - L’alunissage du module lunaire LK de secours

 

Nous sommes maintenant à un peu plus d’un mois avant la mission habitée.

Le complexe de réserve N1/L3 a pour mission de déposer sur la Lune un module lunaire LK, parfaitement fonctionnel destiné à remplacer celui de la mission habité dans le cas où celui-ci s’avérait défectueux ou accidenté lors de l’alunissage.

L’alunissage du LK est assisté par les deux Lunokhod qui jouent le rôle de radio balise permettant de rectifier le programme de descente, qui est reprogrammé depuis la Terre. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le LK posé, le rôle des Lunokhod n’est pas encore terminé. Ils s’approchent du LK de secours et à l’aide de leurs caméras, se livrent à une inspection du vaisseau et du site d’alunissage.

 

Le profil de vol de la mission de secours est identique à celle de la mission habité, à la seule différence qu’après l’alunissage du LK, le module resté en orbite lunaire, le LOK inhabité lui aussi, prend le chemin de la Terre emportant avec lui les images du site d’alunissage, que ses caméras ont capturé. Tout est maintenant prêt pour la mission habitée.

 

 

Etape 3 – La mission habitée

 

L’objectif de cette mission est de déposer un cosmonaute sur la Lune afin

qu’il puisse exécuter sa mission technique, scientifique et militaire !,

de lui permettre de quitter le sol de la Lune, rejoindre son compagnon

en orbite et finalement faire repartir l’équipage vers la Terre pour s’y

poser sain et sauf. 

20 à 30 jours se sont écoulés depuis le lancement de la première N1

qui a déposé un LK de secours sur le site lunaire. 

 

 

La N1 avec son équipage de deux cosmonautes décolle et enchaine son programme automatique larguant successivement le premier étage – Block A et ses 30 moteurs - suivi de l’énorme tour d’éjection, et de la coiffe.

Sont ensuite largués, le second étage – Block B et ses 8 moteurs - et le troisième - Block V. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le complexe L3 est maintenant en orbite terrestre inclinée de 52° à environ 200 kilomètres d’altitude. En orbite terrestre

Ce complexe, avec à sa tête le vaisseau LOK et ses deux cosmonautes, comporte plusieurs éléments bien distincts. 

 

A la base, situé tout à l’arrière, un bloc propulsif à un seul moteur – le Block G, va se voir confier la lourde tache du départ vers la Lune. Au-dessus, on retrouve un Block D, l’étage propulsif du même type que celui qui propulse les sondes Ye-8. Ce Block D est solidaire du module lunaire LK qui est encore protégé d’une coiffe qui relie le Block D et l’arrière du LOK.  

Pendant plus d’une journée, l’état de l’ensemble des composants du complexe L3 sont vérifiés et ses paramètres orbitaux sont mesurés pour déterminer les ordres à transmettre afin d’atteindre la Lune.

25 heures après la mise en orbite terrestre, au périgée de la 17ème, voire de la 19ème, le complexe est correctement orienté avant de prendre la route vers la Lune, propulsé par le Block G qui est ensuite largué à son tour. Direction : la Lune !

Après 8 à 10 heures de vol trans-lunaire, le Block D effectue une première correction de trajectoire. Pendant les 101 heures de vol, une seconde correction est programmée entre la 77ème et la 91ème heure. Le plan de vol permet une marge de 2 à 4 heures pour l’exécution de ces 2 corrections.

 

Orbite lunaire

 

Le complexe L3 utilise une nouvelle fois le Block D pour ralentir

sa vitesse et se faire ‘’capturer’’ par la Lune en visant une orbite de

150 km d’altitude, parcourue en à peine plus que de 2 heures.

Il va y rester 77 heures en effectuant 39 orbites.

En relation avec les deux Lunokhod et le LK, déjà sur le sol lunaire,

sont réalisées deux séries de mesures depuis le module orbital

LOK. L’altitude, les positions angulaires relatives des différents

véhicules sont mesurées et transférées vers la Terre, qui après

calcul, renvoie les derniers chiffres nécessaires pour effectuer

la descente.

 

Faute d’ordinateurs embarqués, cette procédure d’échange de mesures avec la Terre est réalisée à deux reprises. 

Une première séance est réalisée pendant la 11ème orbite lunaire, 7 orbites après la première correction de trajectoire. La seconde séance de mesure intervient vers la 20ème orbite pour vérifier si les paramètres visés lors de la correction effectuée lors du 14ème tour de Lune, ont bien été obtenus. Le complexe L3 se trouve sur une orbite elliptique 100 km x 16km (comprise entre 20 et 14 km).  

 

Il est temps pour le cosmonaute lunaire de rejoindre le LK. Pour des raisons de masse disponible, les deux vaisseaux n’ont pu être équipés d’un système de jonction comportant un tunnel de passage. 

 

 

 

Seule solution, effectuer un sortie dans l’espace, mission répétée lors la mission Soyouz 4 et 5 en 1969. Le cosmonaute dépressurise le compartiment orbital du LOK, et se glisse à l’extérieur où à l’aide de mains courantes, il se dirige vers l’arrière du vaisseau. Arrivé le long de la coiffe qui protège encore le module lunaire LK, il saisit la poignée qui libère une trappe découpée dans sa paroi.

 

 

 

La trappe retirée de la coiffe, il peut enfin atteindre la poignée

qui dépressurise l’habitacle du LK dont il peut alors ouvrir la porte.

Installé à l’intérieur, debout dans ses cales pieds et solidaire du

véhicule, le cosmonaute vérifie les systèmes vitaux du vaisseau.

En accord avec le pilote du LOK, la coiffe est éjectée, rendant

chaque vaisseau autonome. 

Le LOK recule et laisse le pilote du LK procéder aux dernières

procédures d’orientation avant la remise en marche du moteur

du Block D. 

 

La poussée du moteur de freinage réduit la vitesse et enclenche la décente du LK toujours solidaire du Block D. Ce dernier n’est éjecté qu’entre 2000 et 1500 mètre d’altitude, passant le relais au moteur du LK – le Block E,  pour assurer le freinage final et l’alunissage. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cette procédure entièrement automatique ne laisse au pilote qu’une marge de 15 à 20 secondes de vol stationnaire pour se détourner du point de visée initial. C’est peu.

Pendant toute la descente, les radiophares déjà au sol (LK et Lunokhod), renseignent le pilote sur son objectif. Le point d’alunissage du LK est précisément déterminé par ces engins. La Terre détermine l’itinéraire de déplacement des Lunokhod pour atteindre le LK habité.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le pilotage des Lunokhod est assuré pendant les périodes ou le LOK, en orbite lunaire, n’est plus en radio contact avec la Terre, sauf en cas d’urgence. Dans l’hypothèse où le cosmonaute devait impérativement utiliser le LK de secours, le pilotage des Lunokhod aurait été assuré sans discontinuer. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L’Homme et le robot. 

 

Le plus étonnant est que les soviétiques avaient envisagé d’utiliser les Lunokhod pour porter secours au cosmonaute afin de l’aider à rejoindre le LK de secours. Dans la conception des Lunokhod, une zone devait être réservée à l’avant pour que le cosmonaute puisse monter sur le véhicule et connecter son alimentation en oxygène sur l’engin. Il aurait également disposé d’une télécommande pour le piloter son déplacement dans un mode plus rapide que celui imposé par le télé pilotage depuis la Terre.