Rétro / Saviez-vous que ? On a roulé en voiture sur la Lune

Cela fera presque 50 ans que l’Homme n’a plus posé le pied sur la Lune. Il y a aussi posé des roues. Des robots, comme le Lunokhod soviétique. Mais également avec des conducteurs à bord grâce au rover lunaire Apollo. Un véhicule électrique biplace emmené lors des missions Apollo 15, 16 et 17 en 1971 et 1972. La Lunar Roving Vehicle (LRV) était pliée et en kit dans le module lunaire (LM). Il disposait de 4 moteurs électriques et a frôlé les 20 km/h en tout-terrain lunaire. Sa principale innovation était son système de navigation. Il devait permettre aux astronautes de retrouver leur vaisseau. Avec une difficulté particulière : la Lune n’ayant (quasi) pas de champ magnétique, il est impossible d’utiliser une « simple » boussole pour se repérer. Mais le plus étonnant dans la Lunar Rover, ce sont ses roues…

Découvrir notre satellite naturel

L’idée d’envoyer des véhicules sur la Lune avait déjà émergé dans l’imagination des auteurs de science-fiction et même d’Hergé pour Tintin (photo © Hergé-Moulinsart 2020). Les scientifiques et ingénieurs ont emboité le pas. La Lune a d’abord été explorée par des sondes en orbite puis se crashant ou se posant sur l’Astre de la nuit. Alors que la NASA avait réussi son défi d’envoyer des astronautes sur la Lune, c’est l’URSS (Russie) qui envoya le premier véhicule sur la Lune, le 17 novembre 1970. Le Lunokhod était un petit véhicule autonome. Il a fonctionné pendant des mois, jusqu’au 4 octobre 1971 et a d’ailleurs été « retrouvé » par une sonde survolant la Lune en mars 2010, le Lunar Reconnaissance Orbiter. Le Lunokhod 1 ainsi repéré à la surface sélène servira de point de repère pour des mesures de distance Terre-Lune d’une extrême précision par tir laser. Un Lunokhod 2 alunira le 8 janvier 1973, alors que les missions lunaires habitées viennent d’être abandonnées par les Américains. Cette astromobile va parcourir 37 km jusqu’en juin de la même année. Record absolu.

Projets américains

Au départ, l’idée est de faire un vrai véhicule avec une cabine pressurisée. Des projets ont imaginé des engins de presque 1 tonne avec des batteries rechargeables pour rouler jusqu’à 200 km sur la Lune. Mais c’était dans les années 50, au début de la conquête spatiale. Tout cela sera remis en question quand le président John F. Kennedy lance, en 1961, le défi aux États-Unis d’aller et revenir avec des astronautes sur la Lune avant 1970. La NASA se focalise d’abord sur la fusée et les vaisseaux spatiaux. Au début, il était même question d’envoyer deux vols : un premier avec le matériel, le second avec l’équipage.

Tout en un

Finalement, c’est l’option « tout en un » qui sera retenue. Une solution plus économique et possible grâce à l’imposante et puissante fusée Saturn V. Dès lors, plus question d’emporter un véhicule lourd et suréquipé. Il fallait faire léger et compact. C’est finalement un projet de Boeing, avec le soutien de General Motors qui va émerger. Cette voiture était pliée dans un coffre situé dans l’étage de descente du module lunaire LM, dans une baie de 0,85 m³. Il fallait la tirer du vaisseau avec des rubans en nylon, le châssis, les sièges et les roues se dépliant. Ensuite, il y avait quelques éléments à monter, comme l’antenne et des réglages et contrôles à effectuer avant de partir. Une opération qui demandait la participation des deux hommes sur la Lune.

Cordes de piano

La Lunar Rover LRV est un engin de 210 kg sur Terre (30 kg de plus que le cahier des charges proposé initialement par la NASA). Sa longueur est de 3,1 m pour un empattement de 2,3 m et une largeur de 1,8 m. Il n’a pas de cabine, mais peut emporter une charge utile de 490 kilos terrestres, soit 799 Newtons sur la Lune, dont 172 kg terrestres pour les échantillons lunaires. Il dispose de 4 moteurs électriques de 0,25 ch chacun. Ils sont alimentés par deux batteries zinc-argent sous une tension de 36 V. Elles sont protégées de la chaleur lunaire par des blocs de paraffine. Les moteurs sont installés dans les roues. Celles-ci ne sont pas des pneumatiques. Goodyear en avait pourtant conçu pour la brouette d’Apollo 14, mais il est apparu qu’ils rebondissaient trop sur la surface lunaire. C’est le Dr Bekker et de son équipe de General Motors qui trouva la solution : des roues en cordes de piano tressées. Ce treillis métallique fera ses preuves et est conçu pour rouler jusqu’à 180 km sur la Lune.

Navigation

Aucun rover lunaire ne dépassera les 35 km de trajet. D’autant que l’horizon n’est qu’à 3 km en terrain plat. Il fallait donc éviter de s’éloigner de plus de 10 km, histoire de pouvoir éventuellement rentrer à pied en cas de panne du LRV et de ne pas se perdre en ne pouvant compter que sur sa carte et sa vue pour repérer le LM haut de 6 m, sans boussole. En absence de compas, la Lune n’ayant pas de « nord magnétique », il fallait concevoir un système de navigation inédit pour l’époque avec un calculateur tenant compte des données d’un gyroscope, à régler avant le départ, et d’odomètres dans les roues. Les informations étaient affichées sur le tableau de bord relativement sophistiqué. Pas de volant pour le LRV, les astronautes en combinaison utilisaient un manche en T plus facile à manipuler. Ils étaient évidemment en communication avec leur collègue en orbite autour de la Lune et avec le centre de contrôle sur Terre. D’où l’antenne qu’il fallait monter avec un kit comprenant aussi une caméra couleur. Celle-ci était pilotée par un technicien de la salle de contrôle de Houston (Texas, USA).

Vitesse

L’engin s’est révélé particulièrement efficace. Les trois équipages Apollo ont pu l’utiliser pour parcourir entre 26,55 km (Apollo 16) et 35,89 km (Apollo 17) durant 3h02 (Apollo 15) à 4h26 (Apollo 17). Le LRV a permis d’explorer la Lune de manière plus efficace avec notamment une étonnante découverte de poussière orange : vestige d’un ancien volcan lunaire. Il y avait toutefois quelques soucis. Le freinage perdait de son efficacité à plus de 5 km/h. Le véhicule a aussi tendance à déraper en virage. La vitesse moyenne était de 10 km/h. Mais des pointes ont été réalisées, dont une à 18 km/h en descendant une pente par Apollo 17, alors que théoriquement la vitesse technique maximale était de 14 km/h.

Pannes

L’équipage d’Apollo 17 a dû faire une réparation avec du tape et des cartes pour remplacer une partie du « garde-boue ». Celui-ci avait un rôle de bavette pour protéger les astronautes de la poussière lunaire très fine et abrasive. La voiture s’enfonçait d’ailleurs un peu. Mais à part trois petits bugs électroniques sans gravité, le LRV a rempli parfaitement sa mission malgré le terrain particulièrement escarpé, avec de petites crevasses difficiles à repérer et de grands écarts de températures (entre +100 °C le jour et –150°C la nuit avec une moyenne de –25 °C). Ces véhicules sont maintenant abandonnés sur la Lune, comme tout ce que les astronautes y ont laissé. L’astronaute Harrison Schmitt (Apollo 17) l’a qualifié de « fiable et flexible ». Il a parfaitement rempli sa mission. Et ses pilotes, comme John Young (Apollo 16) sur la vidéo ci-dessous, semblent avoir pris leur pied à son bord. Des expériences qui seront sûrement utiles pour les véhicules à venir lorsque l’Homme installera des bases sur la Lune et pour explorer Mars, avant 2040 ?

Merci à la Pierre-Emmanuel Paulis et à Christian Lardier pour leur aide

Merci à Moulinsart Studio Hergé pour l’autorisation d’utiliser une image de l’album de Tintin « On a marché sur la Lune » (paru en 1954).

Photos sur la Lune : NASA (Project Apollo Archive)

Photos préparation vaisseau et tests sur Terre : NASA Marshall Spaceflight Center

Photos Lunokhod : D.R. - Christian Lardier

Photos réplique : Pierre-Emmanuel Paulis

Photo Tintin : © Hergé-Moulinsart 2020

Autres : NASA