Un cadeau pour John Aaron

Le EECOM (Electrical, Environmental and Consumables Manager) de légende, John Aaron, a reçu un jour un cadeau de l’un de ses fans qui lui a envoyé sa plaque d’immatriculation expirée, qu’il avait fait personnaliser…  Ainsi pendant des années cette personne avait eu sur sa plaque une inscription pour le moins familière… SCE to Aux.

 

Américains et soviétiques s’échangent des échantillons de roches lunaires

En janvier 1971, Moscou, après des pourparlers avec l’académie des sciences de l’Union Soviétique, accepte d’échanger 3 grammes d’échantillons lunaires ramenés sur Terre par Luna 16 (sur 101 g) contre 3 grammes d’échantillons d’Apollo 11 (sur 22 kg) et 3 grammes d’Apollo 12 (sur 34 kg).  De très petites quantités, mais qui s’avèrent toutefois suffisantes pour effectuer des études scientifiques comparatives.

Le rêve récurrent de Charles Conrad

Charles « Pete » Conrad, le commandant de la mission Apollo XII, avoue avoir rêvé, à de nombreuses reprises, à l’un des objectifs de sa mission, atterrir le plus près possible de la sonde Surveyor.  Sa femme, Jane, est un peu plus diserte : « C’en est arrivé à un tel point que s’il rêve d’avoir raté Surveyor, il se réveille avec des sueurs froides, comme s’il avait fait un cauchemar. »

 Le 19 novembre 1969, Pete Conrad fera atterrir le module lunaire Intrepid à environ 200 mètres de la sonde Surveyor 3 arrivée sur la Lune le 20 avril 1967. Une trajectoire tellement précise, qu’au dernier moment Conrad a dû la modifier car il arrivait  droit sur la sonde et l’aurait percutée !

La bannière de Princeton sur la Lune

Lorsqu’à l’automne 1965 Pete Conrad se rend aux dîner des anciens de Princeton, il ne manque pas de faire don à son Alma Mater de la bannière qu’il avait emmenée dans l’espace lors de son vol Gemini V, qui s’est déroulé du 21 au 29 août, en contrepartie, le Président de l’Université lui remettra en guise de gag, un petit fanion en lui demandant de le planter sur la surface de la Lune…

Conrad Princeton gag Gemini 5

Quatre ans plus tard Pete Conrad marchera effectivement sur la Lune lors de la mission Apollo XII, du 14 au 24 novembre 1969… L’Histoire ne précise pas si le troisième Homme sur la Lune,  a effectivement planté ce petit fanion sur le sol lunaire, toujours est-il qu’il a emmené avec lui sur la surface une bannière de son Université, qui reste à ce jour l’un de ses biens les plus précieux !  Charles « Pete » Conrad le seul “alumni” de l’Université de Princeton à avoir marché sur le Lune !

Bannière Princeton sur la Lune

Un décollage foudroyant (SCE to Aux)

Ce matin-là, Walter Kapryan, “Kappy” pour les intimes, regarde le ciel à travers les baies vitrées de la salle de mise à feu numéro 2 (Firing Room 2) du Centre de Contrôle des Lancements (LCC pour Launch Control Center), au Centre Spatial Kennedy. Il n’aime pas ce qu’il voit, les nuages sont bas et il pleut par intermittence. Nous sommes le vendredi 14 novembre 1969, le lancement d’Apollo 12 est prévu à 11:22 heure locale, à destination d’Oceanus Procellarum, l’Océan des Tempêtes ! C’est son premier lancement depuis qu’il a remplacé Rocco Petrone à la Direction des Opérations de Lancement. A 11:00 soit T-22 minutes, le compte à rebours est suspendu le temps d’un point météo, le plafond est bas et la pluie tombe en continu, mais les ballons sondes équipés d’anémomètres qui mesurent la vitesse des vents à différentes altitudes, enregistrent des vitesses largement en accord avec les règles de sécurité, quant aux charges électriques des nuages, mesurées également, elles sont trop faibles pour déclencher des décharges (éclairs). La fenêtre de lancement ne dure que 3 heures et 5 minutes. [Si le vol doit être reporté, la NASA a une alternative : attendre 48 heures et modifier le lieu d’atterrissage, ou, attendre 28 jours si elle veut maintenir le lieu de l’atterrissage près de la sonde Surveyor 3.]

Les conditions météorologiques satisfaisant aux règles de sécurité, à savoir la règle 1-404 qui stipule : “Le véhicule ne sera pas lancé si sa trajectoire de vol doit passer à travers un cumulonimbus (orage) en formation »,  le lancement est toujours “GO”.

Le Président Nixon et son épouse sont présents. Depuis le premier vol de Shepard en 1961 c’est la première et unique fois qu’un président des Etats-Unis en exercice assiste au lancement d’une mission habitée.

A quelque 1 500 km de là, au Centre Des Vols Spatiaux Habités dans la banlieue de Houston au Texas, dans le MOCR 2 (Mission Operation Control Room. Prononcer mo-ker), la salle de contrôle de la mission, c’est également une première pour Gerry Griffin qui fait partie de la troisième génération des directeurs de vol. A 34 ans, c’est la première fois qu’il est Directeur de Vol lors d’une phase de lancement. C’est un autre Gerald, Gerry Carr, membre de l’équipage de soutien d’Apolo XII qui fait office de CapCom.

A T- 8,9 secondes les 5 moteurs F1 de la Saturne V sont allumés dans l’ordre 1-2-2,  à 300 millisecondes d’intervalle. D’abord le moteur central, puis par paire opposée. C’est précisément à 11:22 comme prévu que Jack King annonce « Décollage ! » A T+12 secondes la fusée dépasse la tour de lancement. C’est à ce moment que le centre de contrôle des missions prend la relève.

A 000:00:22 Pete Conrad exulte : « C’est un superbe décollage. Pas mal du tout. »

36,5 secondes après le début de la mission, alors que la Saturne V vole à 380 km/h, à une altitude d’environ 2 000 mètres, et disparaît dans les nuages, les commentaires enthousiastes de Conrad sont brusquement interrompus par un bruit similaire à celui d’un violent coup de batte de Baseball asséné sur le module de commande, qui est suivi par un fort grésillement et un son continu sur le circuit des communications. Du coin de l’œil il vient d’apercevoir comme un éclair à l’extérieur. Aussitôt le tableau de bord s’est illuminé comme un sapin de noël (selon les propres termes de Conrad) et l’alarme principale retentit. Tous les voyants relatifs au système électrique se sont allumés, il n’en avait jamais vu autant lors des simulations.

Au sol les observateurs ont cru voir un éclair frapper la tour de lancement. En réalité deux éclairs de 50 millisecondes chacun, le premier (photo ci-dessous) touche le sol à 30 mètres de la tour,

Apollo XII Premier éclair

le second (photo ci-dessous), 60 millisecondes plus tard, à 450 mètres de la tour. Ni les contrôleurs de vol, ni l’équipage, ne savent alors ce qu’il vient de se passer.

Apollo XII Deuxième éclair

A T+52 secondes, à 4 500 mètres d’altitude une autre décharge électrique, de nuage à nuage cette fois, frappe le module de commande et de service (CSM), Yankee Clipper, et dérègle la centrale inertielle indispensable à la navigation dans l’espace. Au début du développement de la Saturne V un grand débat avait eu lieu entre les concepteurs du vaisseau spatial et les ingénieurs du Centre Spatial Marshall, pour décider si le système de guidage de la fusée devait être intégré au vaisseau spatial ou non. L’équipe de Von Braun démontra que le lanceur doit être équipé de son propre système de guidage. C’est bien cette centrale bardée d’instruments (Instrument Unit), intégrée au lanceur, développée “in house” par les ingénieurs du Marshall, qui a sauvé Apollo XII ! Il se trouve en effet qu’une connexion externe reliant le module de commande au module de service rend le système de contrôle et de guidage du vaisseau spatial particulièrement vulnérable aux décharges électriques !

Conrad égrène la liste des alarmes : Un voyant lumineux sur chacune des trois piles à combustible, sur le bus AC, sur le bus 1 et 2, sur les bus principaux A et B…

Dans la salle de contrôle la tension (Sic !) est à son comble, plus aucunes données télémétriques intelligibles ne sont affichées sur les moniteurs de certains contrôleurs de vol. Gerald Griffin aimerait tant ne pas être le premier directeur de vol à ordonner une interruption de mission lors de la phase de lancement, mais cela semble “mal barré”. Il se tourne prestement vers John Aaron qui se trouve dans la rangée en contrebas juste à sa droite, un ingénieur de 24 ans qui est à la console EECOM* (Electrical, Environmental and Consumables Manager) à qui revient la lourde tâche de diagnostiquer le problème et si possible trouver une solution. Les deux moniteurs de sa console n’affichent pas des données statiques, ni des zéros, mais des données incohérentes. Cette situation ne lui est pourtant pas inconnue. Il se trouve qu’un an auparavant il a été confronté à ce même problème lors d’une simulation alors qu’il était dans l’équipe de Glynn Lunney. Soudain sa console avait affiché des données incompréhensibles avant que tout ne revienne à la normale quelques secondes plus tard… Il avait gravé ce “schéma” dans sa mémoire.(photo ci-dessous).

L'un des écrans de John Aaron

Intrigué, John Aaron avait voulu en savoir plus et avait mené sa petite enquête. Il n’avait pas été obligé de le faire, il souhaitait uniquement satisfaire son insatiable curiosité… Bien lui en a pris. Opiniâtre il finira par convaincre son directeur de vol d’appeler le Cap pour avoir une explication. Réticent, le responsable du test finira par avouer qu’un technicien avait par inadvertance baissé le voltage du générateur électrique alimentant le CSM lors de ce test.

Fort de cette information capitale, Aaron consulta un spécialiste des systèmes électriques du CSM, Dick Brown, un ingénieur de North American, pour lui demander pourquoi une baisse de tension avait tronqué les infos de la télémétrie au lieu de tout simplement ne rien afficher.

Trouver la solution de ce problème prendra des heures. Il s’avère que c’est une défaillance du «Signal Conditionning Equipment », un boitier électronique qui permet de convertir les signaux bruts (analogiques) des divers capteurs du CSM en des informations intelligibles (numériques) pouvant être affichées sur les écrans des contrôleurs de vol et du vaisseau spatial.

Ce convertisseur de signaux a deux modes de fonctionnement selon l’intensité du courant qui l’alimente. “Vous savez”, lui dit Brown, “ce SCE a une défaillance parce qu’il opérait sur le mode par défaut. Si vous étiez passé en auxiliaire, les informations seraient redevenues normales. En mode auxiliaire le SCE peut fonctionner avec un voltage plus bas.”

La surtension électrique induite par le premier éclair dont l’intensité a été estimée entre 60 000 et 100 000 ampères a traversé Apollo XII de haut en bas, le long des parois métalliques, jusqu’au sol. Cette décharge n’a pas directement pénétré dans le CSM mais a provoqué des perturbations électriques (champs magnétiques) assez fortes pour que certains coupes circuits s’activent. Une décharge fort heureusement pas assez puissante pour endommager les circuits électriques. Ces surtensions ont notamment provoqué la déconnexion (blocage des thyristors) des 3 piles à combustible alcalines fabriquées par Pratt & Whitney. Tout le circuit électrique n’est plus alimenté alors que par deux batteries oxyde d’argent-zinc fabriquées par la Eagle Picher Company, qui ont une autonomie de deux heures (Il existe une troisième batterie de secours à bord du CM). Cette brusque augmentation de la demande en énergie, qui passe de 4 à 40 ampères sur chaque batterie, provoque une baisse de tension momentanée. Les systèmes électriques jusque-là alimentés en 28 volts ne reçoivent plus que 18 ou 19 volts pendant quelques millisecondes, puis la tension remonte et se stabilise à 24 volts. C’est cette baisse de tension qui sera à l’origine des alarmes sur les deux bus principaux et causera le dysfonctionnement du SCE et la perte d’une cinquantaine de données télémétriques.

S’il n’est pas possible de réactiver les piles à combustible, (en cas de fermeture des valves d’arrivée de l’oxygène et de l’hydrogène) la mission devra être interrompue. Ce sont par ailleurs ces dernières qui permettent de recharger les batteries actuellement utilisées à plein régime. Batteries qui sont par ailleurs indispensables pour la rentrée dans l’atmosphère (dès le largage du SM qui renferme les piles à combustible).

« Comment ça se présente ? »  demande Griffin.

Au moment précis où Aaron est interpellé il vient d’appeler la “back room” sur le canal privé. « Vous pensez que c’est le SCE? » interroge t-il. « Purée je n’en sais rien John. On dirait” fut la seule réponse qu’il obtint !

Sans réponse Griffin réitère sa demande : « EECOM que voyez- vous ? »

Aaron coupe aussitôt la communication avec la “back room”, revient sur le circuit normal et annonce : « Flight, EECOM. Essayer SCE sur Aux ». En bon français : “Il faut essayer de rétablir la situation en mettant le commutateur SCE sur la position auxiliaire.”

Griffin est doublement surpris, d’abord car il s’attendait à se voir confirmer une interruption de mission, et parce qu’il a aucune idée de ce qu’est le SCE. Cet interrupteur n’a jamais été mentionné lors d’un test. Griffin n’est pas sûr d’avoir bien compris. Répétez : SCE sur off ?

– « Aux » corrige Aaron

– Griffin : « SCE sur Aux ?

– Aaron : « Auxiliaire, Flight »

Griffin n’a définitivement jamais entendu parler de cet interrupteur. Mais il fait confiance à Aaron : « SCE sur Aux. Capcom” (Le CapCom est l’interface unique entre le directeur du vol “Flight” (Flight Director) et l’équipage. Les échanges verbaux entre les contrôleurs et le directeur de vol se font sur un circuit fermé, donc inaudibles par l’équipage. Le CapCom est en principe l’unique interlocuteur du centre de contrôle avec l’équipage.

Gerry Carr ne sait pas plus que Griffin de quoi il s’agit. La mission a débuté depuis 1 minute et 36 secondes lorsque Carr annonce à l’équipage : « Apollo 12, Houston. Essayez SCE sur auxiliaire. Terminé.”

« Sur quel panneau de commande EECOM » demande Griffin qui pense qu’aucun astronaute ne saura où se trouve cet interrupteur.

Conrad est aussi interloqué que le sont Carr et Griffin : « NCE sur auxiliaire”

Carr :  “S-C-E, S-C-E- sur auxiliaire.”

Ironiquement ce n’est pas le commandant Pete Conrad ni Richard Gordon le pilote du module de commande mais Alan Bean, le pilote du module lunaire, qui sait où se trouve ce commutateur, situé juste devant lui. (Photo ci-dessous – Cliquer pour l’agrandir)

Apollo Command Module Main Display Console 2

Griffin, interroge à nouveau Aaron : « Sur quel panneau EECOM ? »

“Les informations sont revenues » annonce laconiquement John Aaron. « Tout est rentré dans l’ordre”

johnaaron

En moins de 40 secondes, John Aaron (photo ci-dessus) a pris la bonne décision et vient par là même d’entrer dans la légende de la NASA… “SCE to Aux” reste l’une des annonces les plus célèbres !

A 2 minutes et 19 secondes, sur recommandation de John Aaron, Griffin demande à Gerry Carr de faire passer le message à l’équipage :”Il faut immédiatement essayer de réinitialiser les piles à combustible”.

Quelques secondes plus tard Aaron confirme à son directeur de vol que les piles sont à nouveau opérationnelles !

A 6 minutes et 43 secondes lorsque les astronautes sont sûrs d’atteindre l’orbite terrestre, la tension se relâche et c’est un Conrad hilare que l’on entend sur les ondes… Son fou rire va durer plusieurs minutes, jusqu’à la mise en orbite !

Une fois sur orbite la plate forme inertielle est réalignée en utilisant les étoiles. Les seuls dommages constatés  après vérifications concernent des capteurs externes et des systèmes non critiques. Il subsiste toutefois un doute concernant le système pyrotechnique utilisé pour le déploiement des parachutes…

Lorsqu’à 2 heures 28 minutes et 15 secondes Carr annonce à l’équipage qu’ils sont “GO for TLI” ; “Ok pour l’injection trans- lunaire”, Conrad s’écrie : “youppiiiie !”

C’est en réalité la fusée qui a déclenché ces éclairs, cette masse métallique de 110 mètres de long traînant derrière elle une plume de gaz ionisé de près de 500 mètres avait constitué un excellent conducteur. Les frictions avec les gouttes d’eau avaient engendré de l’électricité statique et l’onde de choc créée par la fusée avait modifié la répartition des champs électriques au sein des nuages, à l’origine trop faibles pour provoquer un éclair. La Saturne V est ainsi devenue le plus long paratonnerre de l’Histoire. Comme le dira plus tard Rocco Petrone : “La seule chose à laquelle nous n’avions pas pensé est l’occurrence Ben Franklin !”

Aucun éclair n’a été enregistré au Centre Spatial Kennedy 6 heures avant le lancement, et aucun ne sera enregistré 6 heures après.

* Jusqu’à Apollo 10 EECOM signifiait “Electrical, Environmental and Communications”, car l’EECOM en plus de la surveillance des niveaux cryogéniques des piles à combustible, des systèmes électriques et des systèmes liés au support vie, s’occupait également des systèmes de communication du CSM. A compter d’apollo 11 une nouvelle console est créée, INCO, (Instrumentation and Communications) qui gérera désormais cette tâche (INCO surveille les systèmes de communications du CSM et du Module Lunaire. A compter d’Apollo XV  il est également chargé de contrôler la caméra du LRV, la Jeep Lunaire). On changea donc en conséquence la signification de l’acronyme EECOM qui fut gardé tant il sonne bien !

 

Pour ceux qui lisent l’anglais voici le rapport technique de l’incident (pdf) : Analysis of Apollo 12 lightning incident

Un petit film en anglais.