Les boucliers d'Apollo



Au décollage
Les matériaux du vaisseau Apollo étaient soumis à rude épreuve lors du lancement et pendant le vol et en particulier à des températures élevées qui nécessitaient une protection thermique. Ainsi, le module de commande où prenait place l'équipage, était-il équipé d'un premier bouclier, qui le protégeait de la chaleur induite par le frottement dans les couches atmosphériques lors du lancement (650°). Son épaisseur variait de 07,5 à 2,5 cm. Cette protection qui pesait 320 kg était largué lors de l'allumage des moteurs du 2ème étage. Inutile d'alourdir le vaisseau spatial qui s'apprêtait à s'élancer vers la Lune


Pendant le trajet
Pendant le trajet entre la Terre et la Lune, Apollo était exposé, au Soleil, à une température de 138° Celcius et, à l'ombre, à une température de - 173 ° C. Pour préserver le vaisseau d'un tel écart thermique, les ingénieurs de la NASA mirent au point la technique du "barbecue" qui consiste à faire tourner le vaisseau sur lui-même à raison d'un tour par minute.


Mais le moment le plus critique de voyage était le retour sur Terre. Il ne restait plus de l'ensemble Saturne V - Apollo que le module de commande. Deux difficultés majeures caractérisaient son arrivée dans l'atmosphère.

La rentrée atmosphérique


L'angle de rentrée tout d'abord, nécessitait une très grand précision de pilotage car il était très faible. Pas plus de 5,2° ! Avec, éventuellement, un écart de plus ou moins 2°... La capsule ne devait pas entrer trop verticalement dans les couches atmosphériques car sinon elle aurait brûlé, comme une vulgaire météorite, en raison d'une trop grande vitesse . Elle ne devait pas non plus arriver trop horizontalement. En ce cas, elle aurait rebondi sur les couches denses de l'atmosphère terrestre comme un galet ricoche sur l'eau et se serait éloignée dans les espaces infinis, vouant à la mort ses occupants. Mais elle devait être suffisament inclinée pour rebondir sur les couches de l'atmosphère ce qui commençait à ralentir sa vitesse.

La seconde difficulté consistait à encaisser l'énorme dégagement de chaleur occasionné par la réduction de la vitesse lors du freinage atmosphérique. La capsule Apollo arrivait en effet de la Lune à 40000 km/h et devait amerrir dans l'océan à 40 km/h. Les ingénieurs calculèrent que l'énergie cinétique transformée en énergie thermique atteignait quelque 86000 kWh et conçurent un ensemble de boucliers chargés de protéger les astronautes. Alors qu'à l'extérieur de la capsule, sur la base circulaire du cône, la température atteignait 2760°, elle n'était que de 40° maximum à l'intérieur de l'habitacle.

Dos à la descente, les trois astronautes ne devaient leur survie qu'à la qualité du bouclier thermique qui le protégeait. Fabriqué par la société Avco, son épaisseur variait de 1,3 à 5 cm. Il pesait 1360 kg, soit un quart de la masse du module de commande. Il était composé de six couches superposées de résines ablatives qui, chauffées à blanc, fondaient et se détachaient évacuant ainsi la chaleur avant qu'elle ne franchisse les parois du vaisseau.






Schémas des principaux éléments du programme Saturne V - Apollo