Apollo 15 (26 juillet 1971 - 7 août 1971) est la cinquième mission ayant pour objectif de déposer un équipage à la surface de la Lune. Cette mission fait partie du programme Apollo (1961-1975) de l'agence spatiale américaine, la NASA mis sur pied dans le contexte de la course à l'espace à laquelle se livrent les États-Unis et l'Union soviétique. Par rapport aux missions précédentes, Apollo 15 bénéficie d'un lanceur Saturn V plus puissant. Sa capacité accrue permet notamment de prolonger le séjour des astronautes à la surface de la Lune (67 heures), de disposer d'un véhicule, le rover lunaire augmentant le rayon d'action durant les sorties extravéhiculaires et de ramener une masse plus importante d'échantillons de sol.
L'équipage d'Apollo 15 est composé de David R. Scott (né en 1932), commandant, James B. Irwin (1930-1991) et Alfred M. Worden (1932-2020), resté en orbite lunaire. Scott et Irwin posent le module lunaire Apollo le 30 juillet 1971 près du Mont Hadley dans les Monts Apennins au sud-ouest de la mer des Pluies. Au cours de leur séjour dans cette région au relief spectaculaire, ils effectuent trois sorties extravéhiculaires d'une durée totale de 19 heures durant lesquelles ils parcourent 28 kilomètres et récoltent 77 kilogrammes de roches lunaires. Comme les équipages précédents, ils installent près de leur site d'atterrissage un ensemble d'instruments ALSEP. Revenus en orbite lunaire, les astronautes libèrent un petit satellite scientifique et Worden effectue une sortie extravéhiculaire pour récupérer les films des instruments situés dans le module de service. La mission Apollo 15 remplit tous ses objectifs scientifiques et l'intérêt du rover lunaire est confirmé.
Le programme Apollo est lancé par le président John F. Kennedy le 2 mai 1961 avec comme 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 parviennent à se poser sur la Lune. À cette date, neuf autres missions sont programmées.
Mais les ambitions du programme sont rapidement revues à la baisse. Les priorités des États-Unis ont changé : les dispositifs sociaux mis en place par le président Lyndon Johnson dans le cadre de sa guerre contre la pauvreté (Medicare et Medicaid) et surtout un conflit vietnamien qui s'envenime prélèvent une part croissante du budget du pays. Pour les décideurs politiques américains, le programme Apollo a rempli son principal objectif en prouvant la supériorité technique des États-Unis sur l'Union soviétique, et la science ne justifie pas les dépenses envisagées pour les missions à venir. En 1970, la dernière mission planifiée, Apollo 20, est annulée tandis que les vols restants sont étalés jusqu'en 1974 ; la chaîne de fabrication de la fusée Saturn V, chargée de lancer les vaisseaux du programme, est également arrêtée, mettant fin à tout espoir d'une prolongation du programme. Le développement de la première station spatiale américaine Skylab, dans laquelle trois équipages doivent successivement faire des séjours de longue durée en 1973-1974, prélève une part croissante d'un budget de la NASA par ailleurs en forte baisse. Le 20 septembre 1970, l'administrateur de la NASA Tom Paine, démissionnaire, annonce que les contraintes budgétaires nécessitent de supprimer les deux dernières missions Apollo 18 et Apollo 19 ; les économies attendues sont d'environ 50 millions de dollars.
Apollo 15 - La première mission J
Apollo 15 est la cinquième mission du programme Apollo ayant pour objectif de déposer son équipage sur le sol lunaire. Apollo 15 devait être, comme les missions précédentes — Apollo 12, Apollo 13 et Apollo 14 — une « mission H » utilisant une version non optimisée du lanceur ne permettant qu'un séjour relativement bref sur la Lune. À la suite de l'annulation en 1970 pour des raisons budgétaires des deux dernières missions du programme Apollo — Apollo 18 et Apollo 19 — les responsables tentent de préserver les objectifs scientifiques du programme qui ne comporte plus que deux missions au delà d'Apollo 15. Ils décident que celle-ci sera la première des « missions J ». Les missions J utilisent un lanceur Saturn V plus puissant permettant un séjour prolongé sur la Lune. Elles emportent le rover lunaire, un véhicule permettant d'accroitre le rayon d'action des astronautes lors de leurs sorties extravéhiculaires. Les missions J doivent fournir un retour scientifique fortement accru par rapport aux missions précédentes.
La version optimisée du lanceur Saturn V est capable d'injecter sur une trajectoire lunaire 700 kg supplémentaires (masse totale 48 130 kg). Ce gain a permis d'accroitre la capacité des vaisseaux spatiaux en particulier du module lunaire Apollo. Des consommables supplémentaires sont emportés permettant de porter son autonomie sur le sol lunaire à 78 heures soit le double des versions précédentes. Le module lunaire transporte le rover lunaire Apollo, un véhicule à propulsion électrique qui doit permettre de multiplier par dix la distance parcourue sur le sol lunaire par les astronautes. Enfin, cette capacité accrue permet d'augmenter la masse des roches lunaires rapportées sur Terre.
Sélection du site d'atterrissage
Le choix du site d'atterrissage est effectué en septembre 1970. Compte tenu du nombre très réduit de missions restantes (trois en comptant Apollo 15), les scientifiques souhaitent que le site sélectionné permette de remplir plusieurs objectifs scientifiques. Le site de Hadley répond parfaitement à cette contrainte : il permet à la fois d'explorer une mer lunaire, une crevasse et un massif montagneux. Par ailleurs si le rover lunaire Apollo, qui doit accroitre le rayon d'action des astronautes, n'est pas prêt à la date de lancement, ces formations sont suffisamment proches pour être étudiées à pied par l'équipage. La position du site permet d'améliorer les mesures par triangulation de l'épicentre des séismes car le sismomètre, que les astronautes doivent installer à Hadley, sera situé à la latitude relativement élevée de 30°. Cette latitude est également un atout pour la mesure des mouvements de libration de la Lune. L'autre site finaliste retenu par le comité de sélection est le cratère Marius. Aucun consensus ne se dégageant en faveur de l'un ou l'autre site, c'est Scott qui fait pencher la balance en accordant sa préférence à Hadley.
L'atterrissage s'annonce beaucoup plus difficile que lors des missions précédentes. La région de Hadley présente un relief tourmenté, qui fait tout son attrait pour les scientifiques, et les photographies disponibles sur cette région ont une faible résolution spatiale (seulement 20 mètres) qui ne permet pas de se faire une idée précise de la densité des obstacles (cratères, roches) qui pourraient faire échouer l'atterrissage. Le module lunaire ne pourra pas s'écarter de la trajectoire définie. Immédiatement après avoir survolé les Monts Apennins qui culminent à 5 000 mètres, il devra plonger en suivant une pente deux fois plus forte que dans les missions précédentes.
L'équipage de la mission Apollo 15 est composé de David R. Scott (39 ans) qui en assure le commandement, James B. Irwin (41 ans) qui est pilote du module lunaire et Alfred M. Worden (39 ans) qui est le pilote du module de commande et de service Apollo. Worden doit rester en orbite tandis que ses deux coéquipiers descendront à la surface de la Lune. Malgré la vocation scientifique affirmée des missions J, l'équipage d'Apollo 15 est formé exclusivement de pilotes d'essai militaires, reflet des critères de recrutement des agences spatiales au début de l'ère spatiale. La NASA a commencé à former des astronautes issus du milieu scientifique sous la pression de la communauté scientifique qui ne comprend pas qu'autant d'argent ait été englouti dans le programme Apollo sans qu'elle soit amenée à participer à l'exploration lunaire. Mais le premier et seul astronaute du programme issu de cette filière (Harrison Schmitt) sera affecté à la mission Apollo 17. Selon la procédure mise en place par la NASA, l'équipage sélectionné s'est entraîné une première fois en tant qu'équipage de remplacement de la mission Apollo 12 avec lequel il a développé une grande complicité mais également une certaine rivalité car les trois hommes font partie de l'Armée de l'air américaine alors que leurs collègues sont pilotes au sein de la Marine de guerre américaine.