Le Plan intégré 1970-1990 de Werner von Braun

Le 28 novembre 1969, à peine quelques mois après l’arrivée du premier vol Apollo, Werner von Braun écrivit un article sur les perspectives du programme spatial américain.

Le contenu avait été présenté au Groupe de travail sur l’espace (Space Task Group) du Président Nixon le 4 août 1969. Mais suite aux coupes budgétaires décrétées par Nixon lui-même, von Braun s’est vite trouvé relégué à un poste honorifique et s’est retiré de la NASA en 1972. Il mourrut en 1977.

Dans cet article, von Braun explique s’être basé sur des études entreprises par la NASA entre 1967 et 1969 pour préparer la période post-Apollo. Leur conclusion : une approche intégrée et globale permettrait de diminuer le coût d’envoi de toute charge utile en orbite terrestre « d’un ordre de grandeur, et peut-être même de trois ordres de grandeur pour les instruments scientifiques ».

Ce Programme intégré 1970-1990 se fondait sur les principes de « ré-employabilité » et d’« interchangeabilité » des composants des diverses structures envoyées dans l’espace, comme on peut le voir dans les dessins fournis par von Braun lui-même.

Von Braun divise les étapes du programme en quatre périodes de cinq ans, afin de couvrir les années 70 et 80, c’est-à-dire une génération. Ce seul fait illustre la rapidité des avancées scientifiques envisagées par von Braun, en réalité une véritable révolution dans l’histoire de l’humanité, aussi importante que la révolution du néolitique et la révolution industrielle du XIXe siècle.

Les autres grandes divisions du tableau de von Braun sont horizontales, et correspondent aux principaux secteurs d’activité décrits par le programme, qui sont ceux associés à la Terre et à l’orbite terrestre, à la Lune et à l’orbite lunaire, à Mars et ses environs, aux autres planètes et aux astéroïdes peuplant notre Système solaire, et enfin au développement des vaisseaux spatiaux et autres éléments de propulsion nécessaires.

1970-75 : Il faut « capitaliser sur les capacités existantes du programme Apollo, pour le développement d’applications utiles à l’homme, l’exploration initiale de la Lune et une exploration automatisée du Système solaire », explique von Braun.

1976-80 : Développement de systèmes de transport entièrement réutilisables entre la Terre et la Lune, plus une station spatiale en orbite terrestre basse et d’autres petites stations en orbite géostationnaire, ainsi qu’une station spatiale en orbite polaire lunaire, située à une altitude de 100 km et passant par les deux pôles de la Lune. Celle-ci devait constituer, grâce à la période de révolution de la Lune, qui est de 28 jours, « une base logistique mobile située à seulement 100 km et à deux semaines de tout point de la surface lunaire ». [1]

1980-89 : Construction d’une grande base spatiale en orbite basse terrestre, plus une base permanente sur la Lune, ainsi que le début d’une activité économique sélène destinée à transformer les ressources extraites sur place. Von Braun avait prévu le départ, depuis l’orbite terrestre en novembre 1981, d’une mission habitée vers Mars, qui se serait posée sur la surface après avoir collecté des échantillons et les avoir analysés dans un laboratoire situé en orbite martienne. Une autre mission serait partie en 1983 puis une troisième en 1986, laissant derrière elle les premiers habitants d’une colonie semi-permanente.

Ainsi, en 1989, un total de 244 astronautes auraient été simultanément en activité dans l’espace : 100 en orbite terrestre, 48 sur la surface et 24 en orbite lunaire et le même nombre sur Mars et en orbite autour de celle-ci ! A comparer aux 6 astronautes de garde à l’ISS à l’heure actuelle, soit 22 ans plus tard...

Von Braun prévoyait la nécessité de développer de nouveaux types de véhicules pour transporter les hommes, les denrées et les équipements pour construire ces stations et bases spatiales. Dès la seconde moitié des années 70 devait démarrer les travaux pour une navette spatiale entièrement récupérable. Elle devait décoller de manière verticale depuis un aéroport adapté et être dotée d’un réservoir principal pouvant revenir en vol plané contrôlé, puis atterrir dans un endroit immédiatement accessible avant d’être récupéré pour un nouveau lancement.

La navette qui vit finalement le jour en 1981 était en-deçà des spécifications demandées par von Braun, car son réservoir principal n’était pas récupérable. Le principal problème fut toutefois la réduction globale du budget spatial américain dans son ensemble, ajouté au fait que la station spatiale où elle devait se rendre avait été abandonnée en 1974, soit 7 ans avant sa mise en service.

En même temps, il fallait développer un remorqueur spatial à forte capacité d’accélération pour tracter les vaisseaux depuis l’orbite basse terrestre vers le point de départ pour la Lune, ainsi que pour l’aller-retour entre l’orbite basse et la surface lunaire. Un autre véhicule devait être développé à peu près en même temps, une navette nucléaire pouvant remorquer des vaisseaux plus lourds destinés à transporter des charges entre la Terre et la Lune ou à voyager vers Mars. Ces navettes nucléaires devaient être utilisées uniquement dans l’espace, dans des environnements de faible gravité.

Un aspect essentiel de tout ce programme intégré est ce que von Braun appelait l’« interchangeabilité » des composants, surtout pour la partie non motorisée des vaisseaux, celle servant de lieu de chargement, de stockage et d’habitacle pour les astronautes, ainsi que les stations et bases spatiales. Tous ces éléments auraient été constitués, du moins pour la première génération, d’un seul élément, qui est le troisième étage (S-IVB) de la fusée Saturne V utilisée pour le programme Apollo. Von Braun avait initialement prévu de se servir du deuxième étage (S-II), sensiblement plus grand (environ trois fois) car plus haut et doté d’un diamètre plus important (10,1 m au lieu de 6,6), mais il dut se rabattre sur le troisième étage pour des raisons essentiellement budgétaires. C’est cet élément qui servira finalement pour la station Skylab, mais qui n’aura été utilisé que 171 jours (de mai 1973 à février 1974).

Dessin préparé pour la réunion du Groupe de travail sur l’espace avec le Président Nixon le 4 août 1969, montrant la grande similitude entre le troisième étage (S-IVB) de la fusée Saturne V et le vaisseau spatial pour les voyages vers Mars.

Cet étage S-IVB devait être décliné sous forme de module à usage multiple (d’où le concept d’« interchangeabilité ») de sorte à être aménagé comme vaisseau pour les voyages Terre-Lune-Mars, ou à être combiné avec d’autres modules identiques pour faire des stations spatiales plus ou moins grandes. Ainsi, la station spatiale située en orbite terrestre basse, qui devait par la suite être agrandie pour constituer une véritable base, la ou les station(s) située(s) en orbite géostationnaire terrestre, celle(s) se trouvant en orbite autour de la Lune et plus tard autour de Mars ou des lunes de Mars, auraient toutes été composées de modules S-IVB. Von Braun alla même jusqu’à proposer qu’un tel module soit placé sur un remorqueur spatial pouvant se poser avec « sa charge » sur le sol lunaire, pour y former une station lunaire à deux étages !

Autre dessein du Groupe de travail sur l’espace. Deux des navettes nucléaires servent à pousser le vaisseau sur l’orbite de transfert vers Mars, et la dernière navette l’accompagne pour effectuer les manœuvres de changement d’orbite aux alentours de Mars.

Les dessins de von Braun font apparaître ce module un peu partout, doté ou non de panneaux solaires et assemblé avec d’autres éléments selon les circonstances. [2] En ce qui concerne Mars toutefois, la forte gravité (et la présence d’une faible atmosphère) demande et permet l’usage d’un autre type de véhicule, qui devait être développé dans la première moitié des années 80. Von Braun l’avait baptisé Module d’excursion martien (voir tableau).

Le seul aspect de son programme qui a véritablement été réalisé concerne toute la partie sur l’exploration automatisée du système solaire : une grande partie des sondes envisagées se sont bel et bien élancées vers les confins du Système solaire et même au-delà. Il y a eu également le développement, grâce aux progrès accomplis dans l’électronique et l’informatique, de mécanismes de contrôle pouvant être directement transférés à bord des véhicules spatiaux, diminuant considérablement le nombre de personnes (près de 200 000 à l’époque d’Apollo !) plus ou moins directement impliquées dans les différentes procédures de contrôle et de vérification au sol. Von Braun avait appelé de ses vœux ce type de progrès car il espérait, comme nous l’avons dit précédemment, que les coûts puissent être diminués d’un à trois ordres de grandeur.

Grâce à une automatisation intensifiée, de nombreux satellites exercent les fonctions initialement dévolues aux stations spatiales. Il y a toutefois lieu de se demander si l’intégration de ces fonctions dans des stations spatiales n’aurait pas facilité l’entretien et le rapatriement des parties défectueuses ou usées sur Terre, ce qui aurait peut-être permis d’éviter la multiplication des débris sur la ceinture orbitale basse.

De manière plus générale, comme l’avait bien compris von Braun, « s’attaquer à des problèmes techniques d’activité spatiale complexe améliore nos qualifications dans l’ingénierie et les sciences comme source ultime d’une expansion économique continue ».

Le manque de vision de Nixon et des autres présidents qui lui ont succédé a fait des Etats-Unis une puissance rongée par la spéculation financière, la désindustrialisation et le consumérisme, en directe contradiction avec la vision intégrée défendue par von Braun.

Version remaniée par le groupe espace de Solidarité et Progrès du tableau original de von Braun, résumant son Plan intégré 1970-1990.
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