La fin de la navette spatiale 3) la construction, les premiers essais

En fait, on est donc passé directement des minuscules Lifting Bodies à l'énorme navette : trop rapidement, estimeront certains. Le dernier appareil du genre, le X-24B a volé pour la dernière fois le 23 Septembre 1975, et le premier modèle de navette a été sorti du hangar le 17 septembre 1976, un an plus tard seulement : au moment où les liftings bodies font encore leurs essais, on est déjà en train de bâtir la navette définitive : les premiers rivets ont été posés sur Enterprise le 4 juin 1974. L'a-t-on construite trop vite, c'est la question à laquelle répond Jeffrey Hoffman, en 99 le représentant de la NASA à Paris : "dans le plan original, la Nasa avait prévu un premier étage réutilisable. C'était trop cher. Ensuite, la mise au point des technologies retenues s'est avérée plus onéreuse que prévu. Par ailleurs, dans tout projet, il faut un prototype. Nous ne l'avons pas réalisé, faute d'argent. C'est un cas unique, pour un tel programme, d'être passé directement aux essais pilotés. Nous avions peu d'expérience sur les vols hypersoniques. Pour obtenir en soufflerie des vents assez rapides, il aurait fallu provoquer des explosions... Les tuiles do protection thermique ont, par ailleurs, été difficiles à concevoir, à coller, à densifier. Elles nous ont valu trois ans de retard" (*). Voilà qui a le mérite de la clarté : en faisant une croix sur le stade du prototype, la NASA a pris un risque énorme, qu'elle regrettera au moins par deux fois. Jamais ou presque l'on avait procédé ainsi en aéronautique comme en aviation : c'était courir des risques certains que de sauter la case expérimentale : les ordinateurs de l'époque n'étaient pas encore assez puissants pour tout simuler.

Une fois le problème de la protection extérieure résolue, celle des fameuses tuiles dont je vous parlerai demain en détail, en fait, les ingénieurs de la NASA se sont penchés sur la réalisation d'un véhicule bien classique en fait : un avion, en structure légère d'aluminium, avec par ci par là quelques renforts de titane, mais sans plus. Protégé de la corrosion par une peinture verte au zinc chromate typique. On la retrouvera en évidence sur les morceaux de Challenger repêchés après le désastre.  Absolument rien de révolutionnaire donc. Des lisses, des cadres, des longerons et des montants d'aluminium montés de manière bien traditionnelle, vissés, boulonnés ou même montés au pop-up. Le fuselage central construit par Rockwell est la base de l'engin, avec un fond muni de raidisseurs pour maintenir le tout, le dessus étant composé de deux énormes trappes lance-chargement. De chaque côté, deux blocs conçus de la même façon : le bloc arrière, renforcé d'une structure tubulaire pour soutenir et répartir la poussée des 3 énormes moteurs qu'il contient, et le bloc avant, muni de ses compartiments étanches à la pression, notamment la cloison menant à la soute via bien entendu un sas.  L'ouverture d'entrée située à gauche est censée savoir servir de porte de parachutage en cas de pépin, ou de possibilité de s'échapper sur le pad de tir via une tyrolienne, mais cela a toujours semblé assez hasardeux : il n'y a aucun siège éjectable sur l'engin (sauf sur le premier modèle d'essai !), comme on a pu s'en apercevoir lors des deux catastrophes qui ont endeuillé sa carrière.  Dans l'espace, il avait été envisagé un temps une "bulle" mais on ne sait exactement combien de temps elle a fait partie de l'équipement de "sauvetage" de la navette. Les ailes et la queue sont de structure aviation classique, avec forces membrures d'aluminium. C'est bien un avion, avant tout : nue, sans ses tuiles de protection elle a même fière allure, disons. Mais bon sang que son aile paraît petite : ce sera certes un planeur, mais un mauvais planeur, avec aussi peu de portance !

L'engin a été bâti en quatre années au total, de la signature du contrat le 26 juin 1972 au 7 décembre 1976 pour le premier exemplaire MPTA 098, la structure centrale d'essais , le modèle volant STS 099 construit en deux ans, débutant en novembre 76, les ailes étant déjà à depuis le 16 mars et l'assemblage final se terminant au 10 février 1978 pour un "roll-out" le 14 du même mois. Le modèle MPTA n'était qu'une structure de test, sans revêtement, à qui on fera subir les pires tortures comme chez tout appareil volant avant sa mise en service. Le 2 juillet 79, cette structure sera grandement endommagée, mais le 17 décembre ou elle résistera au pire des essais, celui des trois moteurs à fond de puissance pendant un peu moins de 10 minutes, sans subir de déformations. Le 17 janvier 1981, peut de temps avant la première mission officielle, le temps sera porté à 625 secondes, toujours à 100% de puissance, jamais atteinte en vol réel. 

Le tout premier modèle construit servira à valider la trajectoire d'atterrissage, assez classique somme toute avec ses deux "arrondis" finaux pour se retrouver dans l'axe de la piste : celle testée par les petites "briques volantes" dont je vous ai parlé dans l'épisode précédent. L'engin arrive à haute altitude à plus de Mach 1 (il produit un "bang" de décélération au dessus de la base), se redresse un peu pour ralentir à 550km/h environ, puis vers 400 entame ses deux dernier virages et est alors à 330 km/h pour sortir le train au tout dernier moment et se poser, ralenti par son aérofrein de queue déployé et son parachute de frein.  Pour tester tout ça, on ne va pas envoyer l'engin dans l'espace mais le faire décoller d'un 747, (deux exemplaires seront équipés spécialement) qui la larguera en plein ciel. Fixé par des boulons explosifs, à l'avant de l'énorme queue du Boeing, la manœuvre de séparation était fort risquée : la coordination des quatre pilotes était cruciale (deux dans la navette, deux dans le Boeing), et ce fut une réussite. On le fit avec une coiffe arrière aérodynamique, de construction légère, puis sans, moteurs montés. Durant toute la phase de descente, les moteurs sont à sec et c'est aux ailerons que l'engin est piloté, amené sur la bonne trajectoire grâce à un dispositif d'ILS classique. Un viseur d'avion de chasse à projection (HUD) indique la pente, que le pilote peut à tout moment rectifier. Avec la routine, les atterrissages auront même lieu de nuit.

A noter que le modèle de navette était doté de deux sièges éjectables, (visible ici derrière John Young) qui seraient sortis si besoin était par les deux trappes en avant des hublots supérieurs, éjectées au passage. Le problème de l'installation d'autres sièges pour tout l'équipage reviendra après chaque catastrophe, mais la NASA les rejettera à chaque fois ; trop lourd et trop complexes à installer (il aurait fallu aussi en faire éjecter vers le bas, ce qui aurait fragilisé le dessous de l'engin). L'idéal aurait été les sièges protégés du Hutsler B-58.... Pour arriver à arrimer la navette au dessus du Boeing, il faudra fabriquer tout un énorme portique à palans (et même plusieurs exemplaires différents), bien que le montage avec une simple grue de chantier ait été aussi testé.  Le 747 aura un autre rôle : lorsque la navette atterrira ailleurs que prévu en raison du mauvais temps, c'est lui qui la raménera à Cap Kennedy. L'ensemble était vraiment impressionnant. Et les vols tout autant ("enormous" dit l'un des commentateurs de la vidéo : effectivement)... pour la jucher sur le 747, il faudra construire tout un échafaudage, qui devait être disposé sur chaque point de chute possible aux USA...

Tout est prêt, nous sommes en 1979, quand la navette Columbia est transportée à dos de 747 pour rejoindre son point de lancement. C'est presque déjà la routine, tout baigne. Et là, horreur : quand l'avion se pose, c'est un désastre qu'il a sur le dos. Durant le trajet, la navette a perdu en route 40% de ses 24 000 tuiles de protection ! La colle de couleur rouge, si reconnaissable, semble avoir de sacrées faiblesses... or ces tuiles ne peuvent être posées qu'à la main. Un robot ayant coûté des millions n'a jamais réussi à le faire. Le projet vient de prendre deux années de retard. Et la nouvelle de tuiles de protection qui s'envolent est plutôt inquiétante pour la sécurité des équipages. Le revêtement de la navette, si résistant à la chaleur, sera un de ces handicaps majeurs, qui ruinera l'idée de pouvoir faire des vols fort peu espacés : après chaque mission, elle est en fait bonne pour l'atelier de réparations.

(*) toujours extrait du N° spécial de Air et Espace de 1999.