Pourquoi les russes ne sont-ils pas allés sur la lune ?

C'est probablement l'épisode de la guerre froide le plus connu entre les Etats-Unis et l'Union Soviétique, technologiquement et idéologiquement, du XXème siècle, et bien sûr, les USA ont gagné la course vers la lune. Si vous étiez un parieur entre le milieu des années 50 et les années 60, il est fort probable que vous auriez pensé que l'Union soviétique aurait de très grandes chances d'y arriver en premier, alors pourquoi les russes n'ont-ils pas réussi à envoyer des hommes sur la lune ? 

Les heures de gloire des soviétiques

Au commencement de la guerre froide, les soviétiques étaient en tête de la course vers l'espace. Ils avaient envoyé Spoutnik puis lancés de nombreuses sondes vers la lune, incluant celle de 1959 qui a orbité et pris les photos de la face cachée de la lune, et bien sûr en 1961, fait majeur de l’histoire de la conquête spatiale, ils ont envoyé le premier homme dans l'espace avec Youri Gagarine.

We choose to go to the moon

Quand Kennedy fit son fameux discours "Nous choisissons d'aller sur la lune" (We choose to go to the moon) en 1962 pour rallier le soutien du public, le leader soviétique Khrushchev a répondu par le silence, ne confirmant ni n'infirmant qu'ils avaient un plan pour des missions lunaires habitées. À l'époque, Khrouchtchev n'était pas vraiment intéressé de rivaliser avec les États-Unis pour la lune. Il était plus intéressé par les missiles balistiques intercontinentaux pour équiper les forces stratégiques de l'Union Soviétique. Mais ils y en avaient bien d'autres en Union Soviétique qui soutenaient des plans de vol habité vers la lune et ce depuis longtemps.

Sergeï Korolev, l'homme fort de l'espace pour l'URSS

L'homme le plus puissant en dehors du Kremlin pour ce qui est de l'espace était Sergei Pavlovich Korolev. En dehors du cercle fermé des scientifiques spatiaux de haut rang, il n'était connu que sous le nom de "Concepteur en chef", ou par ses 2 initiales, "SP", car les leaders soviétiques craignaient que les puissances occidentales n'envoient des agents pour tenter de l'assassiner.

Korolev était l'homme qui était derrière les nombreux succès spatiaux soviétiques et était également le chef de l'OKB-1, un bureau d'études soviétique sur l’aéronautique et l’aérospatial. Il a supervisé Spoutnik et les missions habitées y compris le célèbre vol du premier homme dans l'espace. Son autorité s'étendait sur presque tout ce qui concernait l'espace. Son groupe de conception travaillait sur les missions vers Mars et Vénus, les satellites de communication et d'espionnage, les satellites météorologiques, les missiles et bien sûr les missions habitées soviétiques vers la lune.

Rivalité Korolev - Tchelomeï

Korolev a eu un immense pouvoir sur le programme spatial. Dans le domaine administratif, il était presque une version en un seul homme de la NASA, couvrant des domaines qui aux États-Unis ont été effectués par de nombreuses entreprises aérospatiales et centres de vol. Mais même un homme ayant son pouvoir et ses connexions ne peut faire tout tout seul. Il a dû lutter sans relâche contre des concepteurs et des groupes d'étude rivaux. Bien que Korolev voulait superviser les missions lunaires lui-même, en 1964, le poste fut confié à son rival, Vladimir Tchelomeï grâce au soutien de Khrouchtchev, leader de l’URSS, mais son manque d'expérience fit que les missions progressèrent lentement.

D'autre part, les progrès d'Apollo inquiétaient le concepteur en chef, couplé à des luttes en internes entre les équipes, tout cela a conduit à de multiples projets lunaires qui se concurrençaient. Au lieu de mettre toutes leur force dans un seul projet, ils se sont éparpillés. A un moment donné, il y avait 30 projets différents pour des lanceurs et divers vaisseaux spatiaux. En 1964 toujours, le dirigeant soviétique Khrouchtchev fut remplacé par Leonard Brejnev. Korolev reçu de nouveau le contrôle complet (l’interruption fut brève mais déstabilisante) sur les projets de missions lunaires et a poussé ses projets devant ceux de Tchelomeï. La décision finale de la compétition interne soviétique vers la lune fût donnée avec un alunissage prévu pour 1967, le 50ème anniversaire de la révolution d'Octobre, et afin d'y arriver avant les américains.

Défi scientifique et technologique

Comparatif des fusées Saturn V (la fusée américaine qui envoya les hommes sur la Lune durant le programme Apollo) et la fusée N-1 (soviétique)

La problématique est de taille pour Korolev : pour soulever une charge utile d'un poids de 95 tonnes, il avait besoin d'une très grande fusée. Cette nouvelle fusée sera appelée la N-1 et devrait être aussi grande que la Saturn V américaine et nécessiterait de nouveaux moteurs puissants semblable aux moteurs-fusées F1 utilisés dans la Saturn V.

Conception des moteurs pour la fusée soviétique N-1

Valentin Glushko était le leader dans la conception des fusées à cette époque et le chef du bureau OKB-456,  qui avait un quasi-monopole en ce qui concerne la conception et la production des fusées.  Il était spécialisé dans la fabrication de moteurs utilisant des propulseurs hypergoliques, composés d'un carburant et d'un oxydant qui, mélangés, s'enflamment spontanément lorsqu'ils entrent en contact l'un avec l'autre. Korolev pensait que ceux-ci étaient trop dangereux pour les missions habitées en raison de la nature hautement toxique et corrosive des produits chimiques utilisés pour fabriquer le carburant. Glushko disa qu'il n'aurait pas été possible de concevoir un nouveau grand moteur qui utiliserait un carburant cryogénique à base d'oxygène liquide et de kérosène et de l'avoir à temps avec si peu de ressources et d'argent et un plage de temps si courte.

Il est également à noter qu'à ce moment les américains travaillaient sur des moteurs cryogéniques pour la Saturn V depuis au moins 5 ans et n'avait pas encore réussi à les faire fonctionner de manière fiable.

Rivalité Korolev - Glushko

Il y avait aussi un  problème personnel entre les deux hommes : Korolev reprochait à Glouchko de l'avoir dénoncé lors de la grande purge lancée par Staline en 1938, conduisant Korolev pratiquement à la mort en servant 6 ans dans un camp de travail soviétique.

Cet affrontement entre eux amena Glouchko à refuser de travailler pour Korolev et a entraîné des retards sur tout le programme. Korolev a été contraint de trouver un nouveau concepteur de moteur et a donné ce travail à Nikolai Kuznetsov qui était un concepteur renommé de réacteurs pour avion, mais n'avait jamais conçu de moteur-fusée. Le bureau d'études de Kuznetsov a examiné le problème et a réalisé que la création d'un moteur-fusée n'était pas si différent des réacteurs pour avion dont ils avaient l'habitude, mais ils sont tombé sur le même problème que Glouchko, qui est que les soviétiques ne possédaient tout simplement pas l'infrastructure industrielle que les américains avaient pour produire un nouveau concept de moteur géant. La solution qu'ils ont apportés était novatrice, mais aurait à la fois des résultats négatifs et positifs.

Moteurs F1 vs. Moteurs NK-33

Là où les américains ont utilisé 5 grands moteurs pour l'étage principal de Saturn V. Korolev a été forcé d'utiliser 30 petits moteurs, cependant très efficaces disposés en anneau de 24 sur le pourtour et 6 au centre, afin d'obtenir la poussée requise. La conception de ces moteurs était très avancée et utilisait une méthode appelée système à circuit fermé capable de d'augmenter la puissance de rendement à des niveaux qu'on croyait impossible auparavant. Les américains connaissaient le système de circuit fermé, mais pensaient qu'il était trop complexe et dangereux car la méthode d'oxygène à haute température et haute pression pouvait amener le moteur à brûler. Alors ils ont utilisé une méthode plus fiable, mais moins efficace, le circuit ouvert, mais avec de bien plus grand moteurs. Les soviétiques ont pu créer un moteur à circuit fermé parce qu'ils avaient secrètement développé des alliages d'acier inoxydable perfectionnés que les américains ne connaissaient pas à ce moment.

Utiliser autant de petits moteurs permettait à la fusée N-1 de créer plus de puissance que la Saturn V des américains, mais la probabilité qu'un ou plusieurs d'entre eux tombe en panne et rende instable la fusée était beaucoup plus grande. Un des principaux problèmes était la tuyauterie complexe nécessaire pour amener le carburant à tous les moteurs, qui se prouva dans le temps comme un système très fragile. 

Décès inattendu de Korolev

Alors que les soviétiques travaillaient sur les nouveaux moteurs, en 1966, Korolev meurt soudainement après avoir subi une opération de routine. Cet événement tragique fut un revers parce que Korolev avait un ensemble unique d'aptitudes et des connexions, c’était la principale force motrice permettant l'accomplissement des projets missions lunaires. La poursuite de son travail fut donné à Vasily Mishkin, l'adjoint de Korolev, mais Mishkin n'avait pas l'intelligence politique ou le pouvoir de son ancien patron. Les soviétiques n'avaient pas non plus les moyens de tester les 30 moteurs de l'étage principal d'un coup avant qu'ils ne soient montés sur la fusée. Le complex de lancement de Baïkonour ne pouvait pas non plus être atteint par de grandes barges. La fusée a dû être démontée en sections transportées par chemin de fer et reconstruite à nouveau sur la rampe de lancement. Cela signifiait que le développement de la fusée N-1 dans son ensemble était toujours en cours au moment des lancements, donc on pouvait s'attendre à ce qu'il y ait des échecs. Les soviétiques prévoyaient 14 lancements: les 12 premiers seraient sans équipage et les deux derniers seraient des missions lunaires habitées.

Essais de la fusée N-1

1er essai

Le 21 février 1969, la première fusée N-1 est préparée pour le lancement. C’est la première fois que l'ensemble du système est testé. Dans les secondes qui ont suivi le lancement, le système de commande du moteur, appelé Kord, coupa 2 des 30 moteurs de l'étage 1, puis des vibrations oscillantes sont apparues dans le circuit carburant en raison d'une combustion instable dans certains des moteurs. Ceci a provoqué la rupture des conduites de carburant qui ont pris feu et ont enflammé les câbles électriques de commande. Par conséquent, le système Kord a incorrectement éteint tous les moteurs 68 secondes après le début du vol et la fusée s'est écrasée à 50 km de la rampe de lancement.

2ème essai

Le deuxième vol était prévu pour le 3 juillet 1969. Le lancement eu lieu à 23h18. Lorsque la fusée a dépassé la tour, la turbo-pompe à oxygène liquide du moteur numéro 8 explosa, provoquant un incendie qui a incité le système Kord à arrêter tous les moteurs sauf un. La fusée N-1 est retombée sur la rampe de lancement avec à son bord près de 2 300 tonnes de propergol. L'explosion qui en a résulté est l'une des plus importantes jamais enregistrées et équivaut à 3,8 kilotonnes de TNT ou à une petite bombe nucléaire. Celle-ci a détruit le complex de lancement et a propulsé des débris à plus de 10 km. Les débris était visible à plus de 35 km. Environ 30 minutes après l'explosion, lorsque les équipages de lancement ont été autorisés à pénétrer sur le site, ils ont trouvé des gouttelettes de propergol non brûlé qui pleuvaient encore du ciel. Par la suite, on a découvert que 85 % du carburant de la fusée n'avait pas explosé, ce qui a en fait réduit la taille de l'explosion.

Le rêve américain et la course à la lune perdue

17 jours après l'explosion du 2ème essai pour la fusée N-1, le 20 juillet 1969, Neil Armstrong devient le premier homme à marcher sur la Lune avec la mission Apollo 11. L'humiliation est totale pour les soviétiques, bien que la course pour la Lune ait été perdue, les soviétiques vont persévérer. L'explosion du complex suite au second lancement provoque une pause de deux ans dans leur projet, le temps de reconstruire le site de Baïkonour.

3ème essai et 4ème essai

En novembre 1971, le site de lancement est de nouveau opérationnel, mais la troisième tentative échoua également suite à des courants de Foucault et autres contre-courants inattendus sur la base du premier étage qui ont entraîné un roulis incontrôlable de la fusée.

Un an plus tard, en novembre 1972, le quatrième et dernier lancement échouait également 107 secondes après l'arrêt programmé des six moteurs centraux provoquant une onde de choc hydraulique qui rompit les conduites de carburant et déclencha un incendie. L'étage principal a explosé peu après.

Abandon du programme lunaire soviétique

Bien qu'il y ait eu que des échecs lors des précédents lancements, les soviétiques avaient accompli d'énormes progrès, mais avant le cinquième lancement, en août 1974, toute la mission lunaire fut annulée par Brejnev. Entre-temps, les américains étaient déjà allés six fois sur la lune et l'intérêt du public pour l'espace faiblissait. Une théorie est que si le cinquième lancement avait été un succès, cela aurait forcé les soviétiques à poursuivre la mission lunaire alors que le principal objectif de battre les Etats-Unis avait déjà été perdu.

L'annulation du projet a donc été un moyen de balayer sous le tapis une entreprise très coûteuse. Vasily Mishkin a été finalement renvoyé et remplacé par Glushko. En 1976, le programme de fusée N-1 a été abandonné. Les fusées ont été brisées pour dissimuler l'échec et faire croire aux États-Unis que la course spatiale était toujours en cours.

La vérité connue longtemps après

Il a fallu attendre la période de "Glasnost" de Gorbatchev pour que ce mensonge soit levé et que l'histoire vraie de la mission lunaire soviétique soit largement connue et pourquoi les russes n'ont pas finalement pas réussit à envoyer des hommes sur la lune. Mais il y a un rebondissement inattendu à la fin de cette histoire, les moteurs-fusées NK-43 qui avaient été développés pour la N-1 étaient au final beaucoup plus fiables et plus efficaces et les plus puissants jamais fabriqués pour leur taille. 20 ans après leur destruction supposée sur ordre du Kremlin, 60 d'entre eux ont été redécouverts et vendus aux américains pour 1,1 million de dollars chacun. Un nouveau modèle plus grand, le RD-180, basé sur la technologie du NK-43 est aujourd'hui construit par les russes et utilisé par les américains pour leur lanceur lourd Atlas 5.

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