Apollo 13 (11 avril 1970 - 17 avril 1970) est la troisième mission du programme spatial américain Apollo ayant pour objectif de faire atterrir des hommes sur la Lune. Elle est connue pour avoir été le théâtre, durant le transit entre la Terre et la Lune, d'un accident grave, qui aurait pu être fatal pour l'équipage et qui imposa l'abandon de la mission et le retour vers la Terre.
La mission a pour objet de conduire un équipage sur la Lune : les astronautes Jim Lovell et Fred Haise doivent se poser près de la formation géologique Fra Mauro, site d'un des impacts d'astéroïde les plus importants à la surface de la Lune, tandis que Ken Mattingly doit rester en orbite. La NASA estime que ce dernier risque d'attraper la rubéole du fait de la maladie d'un autre astronaute ; alors, Jack Swigert le remplace.
Pendant le trajet vers la Lune, l'explosion d'un réservoir d'oxygène met hors d'usage le module de service Apollo qui, dans un contexte normal, fournit à la fois l'énergie, l'eau, l'oxygène et le système propulsif durant la majeure partie de la mission. Pour survivre, l'équipage se réfugie dans le module lunaire Aquarius, dont il utilise les ressources relativement limitées. Le vaisseau ne peut pas faire demi-tour et doit tourner derrière la Lune avant de revenir sur Terre, qu'il ne peut atteindre au mieux qu'au terme de plusieurs jours. Des procédures exceptionnelles sont mises au point par les équipes au sol pour faire fonctionner le vaisseau dans ces conditions dégradées en conservant suffisamment de consommables (en particulier : l'énergie et l'eau) pour la survie de l'équipage et pour la réalisation des manœuvres indispensables au retour sur Terre.
L'enquête menée après le dénouement heureux de la mission démontre que l'accident résulte de la conjugaison d'une erreur de manipulation et de plusieurs anomalies dans la conception comme dans la fabrication du réservoir d'oxygène. Des mesures sont prises pour les corriger lors des missions suivantes.
Le programme Apollo, lancé par le président John F. Kennedy le 2 mai 1961, a pour objectif d'envoyer pour la première fois des hommes sur la Lune avant la fin de la décennie. Il s'agit de démontrer la supériorité des États-Unis sur l'Union soviétique dans le domaine spatial, devenu un enjeu politique dans le contexte de la guerre froide. Le 20 juillet 1969, l'objectif fixé à l'agence spatiale américaine, la NASA, est atteint lorsque les astronautes de la mission Apollo 11 se posent sur la Lune. La mission Apollo 12, qui lui succède quatre mois plus tard, confirme ce succès et valide la procédure permettant l'alunissage de précision.
Apollo 13 est la troisième mission ayant pour objectif de poser des hommes sur la Lune. Sept autres missions sont programmées, dont six missions « J », qui disposent d'un module lunaire plus lourd emportant une jeep lunaire et permettant un séjour prolongé avec trois sorties extravéhiculaires. Les restrictions budgétaires, motivées par une conjoncture économique plus difficile et l'atteinte de l'objectif fixé par Kennedy, affectent sévèrement[réf. souhaitée] le programme Apollo : la dernière mission planifiée, Apollo 20, est annulée[Quand ?] et l'arrêt de la production des fusées géantes Saturn V est programmé[Quand ?], ce qui ne laisse aucun espoir que le programme se poursuive.
Sélection du site d'alunissage
La mission Apollo 12 a permis de mettre au point une technique d'alunissage plus économe en carburant et plus précise. Les responsables du programme ont réduit en conséquence la quantité minimale d'ergols que le module lunaire Apollo doit conserver, ce qui permet de choisir un site à une latitude plus éloignée de l'équateur lunaire. La nécessité de disposer d'un site d'atterrissage alternatif pour pallier le glissement de la date de lancement est également levée, ce qui permet d'inclure des coordonnées situées plus à l'ouest. La précision de l'atterrissage démontrée au cours de la mission précédente permet également de choisir des régions caractérisées par un relief plus tourmenté, car les astronautes ont besoin d'un espace dégagé de relativement petite taille (ellipse de 1,5 km).
Le site de l'atterrissage du module lunaire retenu par les géologues associés au programme spatial est situé au nord du cratère Fra Mauro, à 180 kilomètres à l'est du site d'atterrissage d'Apollo 12. Cette région de collines est recouverte par les éjectas et par les débris de l'impact géant qui a créé, quelques centaines de millions d'années après la formation des planètes, la mer des Pluies (Mare Imbrium) située à l'est. L'analyse de ces roches présente un fort intérêt, car elles proviennent sans doute des profondeurs et donc de la croûte d'origine : à ce titre, elles constituent des reliques de matériaux qui, sur Terre, ont complètement disparu de la surface, du fait de la tectonique des plaques[réf. souhaitée]. Les scientifiques espèrent également déterminer la date de l'impact, à partir des échantillons de roches rapportés par les astronautes et ainsi établir les relations avec les formations géologiques voisines.
Les principaux objectifs scientifiques de la mission Apollo 13 sont :
Étudier la surface et la géologie du site de Fra Mauro et collecter une quarantaine de kilogrammes d'échantillons de roches, composés de roches individuelles, de fragments de roches et poussière en fournissant le contexte (photos) ;
Déployer et mettre en marche l'ensemble instrumental ALSEP, qui doit contribuer à déterminer la structure interne de la Lune, la composition et la structure de sa surface, les processus qui modifient celle-ci et enfin la séquence d'événements ayant abouti aux caractéristiques actuelles de la Lune. Les instruments scientifiques de l'ALSEP comprennent un sismomètre passif PSE, un sismomètre actif ASE, un détecteur d'ions supra-thermiques SIDE, un instrument de mesure des particules chargées CPLEE, une jauge cathodique froide CCGE, un détecteur de poussières et un réflecteur laser LRRR ;
Poursuivre la mise au point des techniques de travail à la surface de la Lune ;
Réaliser des photographies des sites d'atterrissage potentiels ;
Collecter des informations sur la structure interne de la Lune en faisant s'écraser sur un site précis à la surface de la Lune le troisième étage de la fusée Saturn V et en analysant les ondes sismiques mesurées par les sismomètres déposés par la mission Apollo 12.
Déroulement prévisionnel de la mission Apollo 13
La mission Apollo 13 reprend le déroulement de la mission précédente Apollo 12 :
L'ensemble formé par le module de commande et de service Apollo (CSM) et le module lunaire (LM) est placé dans une orbite terrestre basse par une fusée Saturn V ;