Programme d'applications Apollo

Le programme Apollo Applications ( AAP ) a été créé dès 1966 par le siège de la NASA pour développer des missions spatiales habitées à base scientifique utilisant le matériel développé pour le programme Apollo . L'AAP était le développement ultime d'un certain nombre de projets officiels et non officiels de suivi d'Apollo étudiés dans divers laboratoires de la NASA. Cependant, les plans initiaux ambitieux de l'AAP ont été une des premières victimes lorsque l' administration Johnson a refusé de le soutenir de manière adéquate, en partie pour mettre en œuvre son ensemble de programmes nationaux de la Great Society tout en restant dans les limites d'un budget de 100 milliards de dollars. Ainsi, l'exercice 1967 a finalement alloué 80 millions de dollars à l'AAP, contre les estimations préliminaires de la NASA de 450 millions de dollars nécessaires pour financer un programme AAP à grande échelle pour cette année-là, avec plus d'un milliard de dollars nécessaires pour l'exercice 1968. L'AAP a finalement conduit à Skylab , qui a absorbé une grande partie de ce qui avait été développé dans le cadre d'Apollo Applications.

La direction de la NASA craignait de perdre les 400 000 travailleurs impliqués dans Apollo après l'atterrissage sur la Lune en 1969. Wernher von Braun , directeur du Marshall Space Flight Center de la NASA dans les années 1960, a plaidé pour une station spatiale plus petite (après que sa grande station n'ait pas été construite) pour fournir à ses employés du travail au-delà du développement des fusées Saturn, qui seraient achevées relativement tôt pendant le projet Apollo. La NASA a initialement créé l'Apollo Logistic Support System Office pour étudier différentes manières de modifier le matériel Apollo pour les missions scientifiques. Le bureau AAP était initialement une émanation du bureau Apollo "X", également connu sous le nom d'Apollo Extension Series. AES développait des concepts technologiques pour des missions proposées basées sur les boosters Saturn IB et Saturn V. Il s'agissait notamment d'une base lunaire habitée, d'une station spatiale en orbite autour de la Terre , du soi-disant Grand Tour du système solaire externe et du programme original Voyager de sondes d'atterrissage sur Mars.

La proposition de base lunaire Apollo prévoyait l'utilisation d'une Saturn V sans équipage pour faire atterrir sur la Lune un abri basé sur le module de commande et de service Apollo (CSM). Une seconde Saturn V transporterait un équipage de trois personnes ainsi qu'un CSM modifié et un module lunaire Apollo (LM) vers la Lune. L'équipe d'excursion composée de deux personnes resterait à la surface pendant près de 200 jours et utiliserait un rover lunaire avancé et un engin lunaire ainsi que des véhicules logistiques pour construire un abri plus grand. L'isolement du pilote du CSM était une préoccupation pour les planificateurs de mission, c'est pourquoi des propositions selon lesquelles il s'agirait d'une équipe d'atterrissage composée de trois personnes ou que le CSM rencontrerait un module en orbite ont été envisagées.

Les phases suivantes ont été prises en compte :

• Phase 1 : 1969-1971 : Cette « phase Apollo » a commencé avec le premier alunissage et s'est poursuivie pendant quatre missions, ou jusqu'à ce qu'une expérience suffisante ait été acquise pour permettre le lancement de la phase suivante. Telles que réellement menées par la NASA, ces missions correspondaient à celles d'Apollo 11 à Apollo 14 .
• Phase 2 : 1972 à 1973 : Cette phase d'exploration lunaire débutera environ deux ans après Apollo et comprendra quatre vols du module lunaire étendu (ELM), une modification du matériel de base du module lunaire Apollo . Les missions ELM étendent le temps de séjour lunaire à 3 ou 4 jours avec des charges utiles atterries approchant les 450 kg. Ce scénario correspond aux vols d'Apollo 15 à Apollo 17 .
• Phase 3 : 1974 : Une seule mission d'étude orbitale lunaire est prévue après la phase d'exploration de la surface lunaire et marquera la fin de l'achat initial de vaisseaux spatiaux Apollo. Cette mission d'orbite polaire lunaire de 28 jours sera effectuée après les Apollo et les ELM, afin de disposer de plusieurs sites de "vérité terrain".
• Phase 4 : 1975-1976 : Cette phase de rendez-vous et d'exploration de la surface lunaire comprenait nominalement deux missions à double lancement. Un module de charge utile lunaire (LPM - essentiellement le camion LM des études précédentes) devait être livré par un transporteur de fret sans équipage à la surface et fournir une cible de rendez-vous pour un ELM avec équipage qui arriverait jusqu'à 3 mois plus tard. L'abri du LM Apollo était essentiellement un LM Apollo dont le moteur de l'étage de montée et les réservoirs de carburant avaient été retirés et remplacés par des consommables et du matériel scientifique pour une exploration lunaire prolongée de 14 jours.

L'Apollo LM Taxi était essentiellement le LM Apollo de base modifié pour des séjours prolongés à la surface lunaire. Il était censé être le cheval de bataille des missions Apollo Extended Lunar Surface Missions à partir de 1970 et du système d'exploration lunaire plus vaste pour Apollo du milieu à la fin des années 1970.

L'abri du module lunaire Apollo était essentiellement un module lunaire Apollo dont le moteur de l'étage de montée et les réservoirs de carburant avaient été retirés et remplacés par des consommables et des équipements scientifiques pour une exploration lunaire prolongée de 14 jours.

Le MOBEV F2B était un véhicule volant sol-sol pouvant accueillir plusieurs personnes.

Le matériel de base d'Apollo évoluerait vers les systèmes d'extension AES (Apollo Extension Systems), suivis par les systèmes ALSS (Apollo Logistics Support System) et LESA (Lunar Exploration System for Apollo). Le résultat serait un nombre croissant de stations permanentes sur la Lune.

LESA (Lunar Exploration System for Apollo) représentait le dernier concept de base lunaire étudié par la NASA avant l'annulation de la production de Saturn V. LESA utiliserait un nouveau véhicule d'atterrissage lunaire pour faire atterrir des charges utiles sur la surface lunaire et un matériel CSM et LM Taxi étendu dérivé du programme Apollo de base permettrait aux équipages d'être transférés vers la base lunaire en constante expansion et éventuellement permanente. Un réacteur nucléaire fournirait l'énergie.

Phases:

• 2 hommes/2 jours - Apollon
• 2 hommes/14 jours - AES - Shelter LM (charge utile surface 2050 kg - Shelter LEM)
• 2 hommes/14 à 30 jours - ALSS avec abri ou MOLAB (charge utile de surface 4100 kg)
• 2-3 hommes/14 à 30 jours - ALSS avec un abri LASSO ou MOLAB plus grand (charge utile de surface de 7900 kg)
• 3 hommes/90 jours - LESA I (charge utile de surface de 10 500 kg)
• 3 hommes/90 jours - LESA I + MOLAB (charge utile de surface 12 500 kg)
• 6 hommes/180 jours - LESA II avec abri et véhicule mobile à autonomie prolongée (charge utile de surface de 25 000 kg)

Pour soutenir des séjours plus longs sur la Lune, la NASA a également étudié un certain nombre de systèmes d'évacuation lunaire simples comme moyen de ramener deux astronautes de la surface lunaire vers un CSM en orbite si le moteur de l'étage d'ascension du module lunaire ne s'allumait pas.

Un autre plan pour un vol spatial habité de longue durée basé sur Apollo consisterait à utiliser une Saturn V pour envoyer trois hommes sur un survol habité de Vénus , en utilisant l' étage Saturn S-IVB comme un « atelier humide ». Tout d'abord, le S- IVB se propulserait lui-même et le CSM Apollo sur une trajectoire qui passerait par Vénus et reviendrait sur Terre, puis tout le carburant restant serait évacué dans l'espace, après quoi les astronautes vivraient dans les réservoirs de carburant vides jusqu'à ce qu'ils se séparent du S-IVB peu avant la rentrée à leur retour sur Terre.

Lorsque l'achat de Saturn V autres que ceux nécessaires à l'alunissage fut interrompu en 1968, l'attention se porta sur l'AAP. En plus de tenter de démontrer qu'Apollo présentait un bon rapport qualité-prix, la NASA et les principaux sous-traitants Boeing , Grumman , North American Aviation et Rockwell espéraient également retarder l'inévitable réduction des effectifs et des installations après l'achèvement du premier alunissage.

Trois propositions AAP ont été sélectionnées pour être développées :

• La mission du télescope Apollo serait une mission en orbite autour de la Terre pour l'observation du Soleil . Le télescope serait basé sur un étage d'ascension du module lunaire modifié et lancé à l'aide d'un S-IVB. Le télescope serait amarré à un CSM avec un équipage de trois personnes. Des panneaux solaires sur le télescope fourniraient de l'énergie supplémentaire, permettant une mission prolongée de 21 à 28 jours. Le module du télescope comprendrait un compartiment pressurisé offrant un espace de vie et de travail supplémentaire à l'équipage.
• La mission habitée Apollo a proposé un module scientifique d'observation de la Terre également basé sur l'étage de remontée du LM, et qui aurait également été lancé à l'aide d'un véhicule S-IVB sur une orbite à forte inclinaison. Il a également été proposé qu'un excédent de Saturn V lance une mission d'étude lunaire avec équipage afin d'établir des sites adaptés aux atterrissages ultérieurs en équipage.
• Le concept de station spatiale en atelier humide prévoyait une station orbitale terrestre à petit budget. Le plan original, tel que proposé par Wernher von Braun , utilisait l' étage S-II comme structure principale de la station, la zone normalement occupée par l'étage S-IVB étant remplacée par un support d'équipement. Ces plans ont été modifiés pour utiliser le S-IVB lorsque la production de Saturn V s'est terminée avec juste assez de propulseurs pour les seules missions lunaires.

Entre-temps, plusieurs missions de « vérification » en orbite terrestre pour Apollo avaient été annulées, laissant un certain nombre de Saturn IB inutilisés. Les plans ont été modifiés pour utiliser l'étage S-IVB, utilisé sur les deux fusées, comme structure de station principale. Un S-IVB modifié serait lancé en orbite, le deuxième étage portant un module d'amarrage et de grands panneaux solaires dans la zone où se trouve normalement le LM . Un CSM pourrait alors s'arrimer au deuxième étage et entrer dans les réservoirs de carburant maintenant vides. Il a également été suggéré que les modules du télescope Apollo et de la mission d'enquête pourraient être amarrés au Wet Workshop pour créer une station spatiale modulaire.

Le « Grand Tour Planétaire » a été transféré au programme Mariner sous le nom de « Mariner Jupiter-Saturn », qui a ensuite été intégré au programme Voyager . Deux sondes ont été lancées en 1977 sur des fusées Titan IIIE , Voyager 2 ayant achevé le Grand Tour complet en 1989.

À l'origine, les missions AAP alternaient avec les missions lunaires Apollo à partir de 1969. Cependant, lorsque le budget de la NASA a été réduit en 1969, l'attention s'est portée sur la proposition de station spatiale Skylab , qui a réussi à accueillir l'équipement déjà spécifié pour certaines des missions AAP. Plus précisément, Skylab incluait la mission du télescope Apollo (rebaptisée Apollo Telescope Mount) attachée à la station d'amarrage utilisée par les CSM. Étant donné que les deux premiers étages de Saturn V avaient à eux seuls une capacité de charge utile suffisante pour placer un atelier S-IVB préfabriqué sur l'orbite appropriée, cela a permis le concept d'"atelier sec". Cela a permis de mieux aménager l'espace intérieur, bien que de nombreux concepts de conception de l'atelier "humide", notamment le plancher ouvert qui permettait au carburant de s'écouler à travers lui, aient été conservés dans Skylab.

L'idée de lancer un autre Skylab en orbite lunaire en utilisant un S-IVB de rechange a été brièvement discutée à la même époque, mais aucune justification n'a pu être trouvée, de sorte que le projet a été abandonné dès le début.

Le projet de test Apollo-Soyouz impliquait un amarrage en orbite terrestre entre un CSM et un vaisseau spatial soviétique Soyouz . La mission a duré du 15 au 24 juillet 1975. Bien que l'Union soviétique ait continué à exploiter les véhicules spatiaux Soyouz et Salyut , la prochaine mission habitée de la NASA n'aurait pas lieu avant STS-1 le 12 avril 1981.