Gemini 7

Lovell avant le lancement de Gemini 7 dans une combinaison Gemini G5C, qui a une capuche zippée avec une visière au lieu d'un casque solide.

Lovell est sélectionné comme pilote de réserve pour Gemini 4^[37] qui a été officiellement annoncé le 29 juillet 1964. Avec système de rotation conçu par Slayton, cela le place en position pour son premier vol spatial trois missions plus tard, c'est-à-dire en tant que pilote de Gemini 7 avec le pilote commandant de bord Frank Borman^[37]. Borman est un officier de l'armée de l'air (USAF) et Lovell l'avait rencontré pour la première fois lors du processus d'évaluation pour la sélection des astronautes^[38]. Leur sélection pour la mission Gemini 7 est officiellement annoncée le 1^er juillet 1965, avec celle d'Edward White et Michael Collins comme équipage de réserve^[39].

Comme toutes les missions du programme Gemini, elle fait partie des préparatifs du programme Apollo. L'objectif du vol est d'évaluer les effets sur l'équipage et l'engin spatial Gemini d'une période de quatorze jours en orbite — c'est-à-dire suffisamment longue pour une éventuelle mission sur la Lune — et permet donc aux médecins d'évaluer les aspects médicaux d'un tel vol. La mission Gemini 6 qui la précède devait elle démontrer des techniques de rendez-vous spatial, également une exigence critique pour Apollo. Ces techniques avaient pour base les travaux de Dean F. Grimm et de Buzz Aldrin, ce dernier ayant rédigé sa thèse de doctorat sur le sujet^[40].

La mission Gemini 6, avec comme pilote commandant de bord Walter Schirra (dit Wally Schirra) et comme pilote Thomas Stafford (dit Tom Stafford), connaît un sérieux revers le 15 octobre 1965, lorsque le véhicule cible Agena avec lequel Gemini 6 est censé faire un rendez-vous spatial explose peu après le décollage. Lovell est présent au centre de contrôle de lancement du centre spatial Kennedy lorsque cela se produit. Les responsables de McDonnell Aircraft Corporation, le fabricant du vaisseau spatial Gemini, évoquent alors la possibilité d'un rendez-vous entre Gemini 6 et Gemini 7 pendant les deux semaines pendant lesquelles Gemini 7 est en orbite^[41]. Le seul changement nécessaire au plan de vol de cette dernière est de circulariser son orbite pour qu'elle corresponde à celle destinée au véhicule cible Agena. Borman rejette une proposition de Schirra selon laquelle Lovell et Stafford échangent leurs places, au motif que cela est dangereux et risque de compromettre l'objectif de la mission de quatorze jours en raison d'une possible perte d'oxygène^[42].

Lors de la planification de la mission, il est décidé que les deux astronautes dormiront à la même heure et observeront les mêmes périodes de travail, une le matin et une l'après-midi. Les expériences ne sont pas programmées, mais seront intégrées lorsque le temps le permet^[43]. Sur les vingt expériences, huit sont médicales et visent à recueillir des données sur les effets des vols spatiaux de longue durée. Parmi les autres, quatre sont des tests de systèmes d'engins spatiaux, cinq impliquent la radiométrie ou la navigation et trois impliquent la photographie et l'observation^[44]. Afin d'économiser de l'espace, la combinaison Gemini G5C est conçue avec une capuche souple au lieu d'un casque et des fermetures éclair au lieu d'un anneau de cou. Elle pèse donc un tiers de moins que la combinaison Gemini standard et peut être rangée plus facilement^[43].

Gemini 7 décolle le 4 décembre 1965 et atteint son orbite quasi circulaire prévue de 300 kilomètres. Lovell est plus grand que Borman et a plus de difficulté à enfiler et à retirer sa combinaison spatiale. Au départ, un astronaute doit porter une combinaison, mais la chaleur la rend très inconfortable et finalement le contrôle de mission permet aux deux astronautes de laisser leurs combinaisons spatiales retirées^[45]. Gemini 6, désormais appelé Gemini 6A, décolle le 15 décembre et rencontre Gemini 7 sur la quatrième orbite de Gemini 6A. Les deux vaisseaux spatiaux volent ensuite en tandem sur trois orbites, la distance entre eux variant entre 0,30 et 90 mètres. Gemini 6A revient sur Terre le 16 décembre^[46].

Gemini 7 (avec Borman et Lovell à bord) vu par Gemini 6 le 15 décembre 1965.

Au cours des deux derniers jours de la mission, Lovell a le temps de lire une partie du roman Sur la piste des Mohawks de Walter D. Edmonds. Comme lors des vols de longue durée précédents, les dysfonctionnements s'accumulent au fur et à mesure du vol. Deux des propulseurs cessent de fonctionner. Après le vol, cela est attribué au fait qu'un ancien type de matériau est utilisé dans la chambre de poussée au lieu du nouveau développé pour résoudre ce problème. Cela s'avère n'être qu'un inconvénient, mais l'inquiétude réside surtout dans la perte de puissance que cela provoque dans les piles à combustible. Au treizième jour, un voyant d'avertissement est allumé en permanence et il est craint que les cellules, qui ne donnent qu'un rendement partiel, ne tombent en panne complètement et que la mission doive être interrompue. Des tests sont effectués à Saint-Louis pour démontrer que les batteries peuvent se maintenir pendant le reste du vol. Gemini 7 réussi son retour d'orbite le 18 décembre^[47]. Le vol de quatorze jours établi un record d'endurance et réalise 206 -orbites^[48].

Gemini 12

Le 24 janvier 1966, Lovell est nommé pilote commandant de bord de réserve de Gemini 10 avec Buzz Aldrin comme pilote. Le 21 mars, cela change à la suite de la mort de l'équipage principal de Gemini 9, Elliot See et Charles Bassett, dans un accident d'avion à Saint-Louis. L'équipage de réserve de Gemini 9 composé de Thomas Stafford (dit Tom Stafford) et Eugene Cernan (dit Gene Cernan) devient l'équipage principal de Gemini 9A, et Lovell et Aldrin deviennent alors leurs remplaçants. Cela positionne Lovell pour son deuxième vol et son premier commandement de Gemini 12. La sélection de Lovell et Aldrin pour cette mission est officiellement annoncée le 17 juin, avec celle de Gordon Cooper et d'Eugene Cernan comme remplaçants^[49].

L'équipage principal de Gemini 12 dans une réplique de leur vaisseau spatial : les astronautes Aldrin et Lovell (à droite) le 8 septembre 1966.

Les objectifs de Gemini 12, la dernière mission du programme Gemini, sont initialement mal définis. « Essentiellement, Gemini 12 n'avait pas de mission », se souviendra plus tard Lovell. « Il était, je suppose, par défaut […] censé mettre fin au programme Gemini et attraper tous les [sujets] qui n'avaient pas été [traités] lors des vols précédents »^[50]. En juillet, sa mission est devenue la maîtrise de l'activité extravéhiculaire (EVA), ce qui s'était avéré problématique lors des missions Gemini précédentes car elles avaient été plus fatigantes que prévu et l'exécution de tâches simples était plus compliquée. Une série d'innovations sont développées en réponse aux problèmes rencontrés. Il est découvert que se déplacer dans l'espace est similaire à être sous l'eau et Aldrin utilise ainsi cette nouvelle technique d'entraînement. Un dispositif de retenue à la taille est prévu sur la combinaison spatiale, et le vaisseau spatial Gemini et le véhicule cible Agena disposent de mains courantes, de poignées et d'anneaux supplémentaires pour attacher ce dispositif. Les procédures sont également modifiées pour minimiser la fatigue^[51].

Gemini 12 décolle le 11 novembre et atteint rapidement son orbite. Sa première tâche est de rencontrer son véhicule cible Agena. Cela se complique lorsque le radar de rendez-vous tombe en panne. Au lieu de cela, Aldrin, qui avait rédigé son doctorat sur le rendez-vous spatial, utilise un sextant pour mesurer l'angle entre le vaisseau spatial et l'Agena, puis calcule les actions requises à l'aide de l'ordinateur de bord. Lovell pilote ensuite le vaisseau spatial en conséquence. Le rendez-vous est réussi et Gemini s'amarre avec succès à l'Agena, réalisant le cinquième rendez-vous spatial et le quatrième amarrage spatial avec un véhicule cible Agena. Lovell se désamarre ensuite avec succès avant de s'amarrer de nouveau^[52].

Aldrin effectue trois sorties extravéhiculaire. La première est une sortie debout le 12 novembre, au cours de laquelle la porte du vaisseau spatial est ouverte et il se lève, mais ne quitte pas le vaisseau. Cette sortie debout imite certaines des actions qu'il devra faire lors de sa prochaine sortie en vol libre, afin de pouvoir comparer l'effort dépensé entre les deux. Il établi un record avec une sortie de deux heures et vingt minutes. Le lendemain, Aldrin effectue sa sortie en vol libre. Il grimpe sur les poignées nouvellement installées jusqu'à l'Agena et installe le câble nécessaire à l'expérience de stabilisation du gradient gravitationnel. Il effectue plusieurs tâches, notamment l'installation des connecteurs électriques et des outils de test qui sont nécessaires pour le futur programme Apollo. La sortie se termine après deux heures et six minutes^[53],[54]. Avant de retourner au vaisseau spatial, Aldrin nettoie la fenêtre du pilote avec un chiffon et Lovell lui demande en plaisantant, le comparant à un pompiste, s'il peut aussi changer l'huile^[55]. Une troisième sortie debout de 55 minutes est menée le 14 novembre, au cours de laquelle Aldrin prend des photographies, mène des expériences et jéte dans l'espace certains objets inutiles^[54],[56].

Aldrin et Lovell (à droite) arrivant à bord du navire de récupération, le porte-avions USS Wasp, après la mission Gemini 12.

Gemini 12 revient sur Terre le 15 novembre, après 59 orbites. Lors de la rentrée, une pochette contenant des livres et de petites pièces d'équipement tombe et atterri sur les genoux de Lovell. Ne voulant pas risquer d'activer le siège éjectable par mégarde, il la laisse ainsi et l'atterrissage se passe bien. Le vaisseau spatial atterri à seulement 5,5 kilomètres du navire de récupération, le porte-avions USS Wasp. Douze expériences sont réalisées dans la mission et elle prouve que les humains peuvent travailler efficacement en dehors du vaisseau spatial, ce qui est un prérequis nécessaire pour les missions Apollo dans le but d'amener l'homme sur la Lune d'ici la fin de la décennie^[57].

Apollo 1

Le 27 janvier 1967, Virgil Grissom (dit Gus Grissom), Edward White et Roger B. Chaffee sont tués dans l'incendie d'Apollo 1. À l'époque, Lovell se trouve à Washington où, avec ses collègues astronautes Neil Armstrong, Scott Carpenter, Gordon Cooper et Richard Gordon, il assiste à la signature du Traité sur l'espace et à la réception qui suit dans la Green Room de la Maison-Blanche organisée par le président des États-Unis Lyndon B. Johnson. Quatre jours plus tard, Lovell s'envole pour West Point avec Borman dans un Northrop T-38 Talon de la NASA pour les funérailles de White à l'ancienne chapelle des cadets. Après le service, White est inhumé au cimetière de West Point ; Lovell servant de porteur du cercueil avec Neil Armstrong, Frank Borman, Charles Conrad (dit Pete Conrad), Thomas Stafford (dit Tom Stafford) et Buzz Aldrin^[58],[59].

En vue d'une amélioration de la sécurité, le module de commande Apollo est repensé après l'incendie et subit ensuite une série de tests de qualification^[60]. En avril 1968, Lovell, avec ses collègues astronautes Stuart Roosa et Charles Duke, passe 48 heures dans le module de commande CM-007A, flottant dans le golfe du Mexique pour tester la navigabilité du vaisseau spatial Apollo^[61]. Le navire de recherche de la NASA, le MV Retriever, est accompagné de techniciens et de plongeurs^[62], tandis que les astronautes évaluent la rapidité avec laquelle les dispositifs de flottaison du vaisseau spatial peuvent le redresser de la position « stable II » (à l'envers). Le tuyau de collecte d'urine est utilisé pour aspirer l'eau qui pénètre dans la cabine^[60]. Même si cela ne semble pas déranger Lovell, Duke considère cela comme sa pire expérience en tant qu'astronaute et Roosa a le mal de mer. Le journal de la NASA Roundup décrit l'événement sous le titre Yo, Ho, Ho et une bouteille de Marezine en référence au nom de marque d'un médicament contre le mal des transports^[62].

Apollo 8

L'équipage d'Apollo 8 en décembre 1968 : William Anders, James Lovell et Frank Borman.

Lovell est initialement choisi comme pilote du module de commande (CMP) dans l'équipage de réserve d'Apollo 9 avec Neil Armstrong comme commandant (CDR) et Buzz Aldrin comme pilote du module lunaire (LMP). Apollo 9 est prévu comme un test orbital terrestre à haute apogée du module lunaire (LM). Lovell remplace ensuite Michael Collins en tant que CMP dans l'équipage principal d'Apollo 9 en juillet 1968, lorsque Collins doit subir une intervention chirurgicale pour un éperon osseux sur sa colonne vertébrale. Cela réuni Lovell avec son commandant de Gemini 7 Frank Borman, ainsi que le LMP William Anders. Aldrin est devenu le CMP de réserve de Lovell et Fred Haise rejoint l'équipage d'Armstrong en tant que LMP^[63].

Les retards de construction du premier module lunaire avec équipage empêche ce dernier d'être prêt à temps pour voler sur Apollo 8, prévu comme un test en orbite terrestre basse. Il est donc décidé d'échanger les équipages principaux et de réserve d'Apollo 8 et d'Apollo 9 dans le programme de vol afin que l'équipage formé pour le test en orbite basse puisse le piloter sous le nom d'Apollo 9, lorsque le module lunaire sera prêt. Un vol orbital lunaire, désormais inclus dans Apollo 8, remplace la mission d'essai originale en orbite terrestre moyenne Apollo 9^[63]. L'équipage est informé de cette décision le 10 août 1968 et le programme d'entraînement est ajusté en conséquence. À partir de septembre, l'équipage passe ainsi dix heures par jour dans le simulateur pour répéter la mission^[64].

Apollo 8 est lancé le 21 décembre 1968 et Borman, Lovell et Anders deviennent alors le premier équipage à monter sur la fusée Saturn V, ainsi que le premier à se rendre vers la Lune^[65]. Leur vaisseau spatial Apollo entre en orbite lunaire le 24 décembre (la veille de Noël) et réduit sa vitesse pour se placer sur une orbite de 11 sur 312 kilomètres. Le moteur est ensuite rallumé pour entrer sur une orbite circulaire de 112 kilomètres autour de la Lune^[64].

La veille de Noël, l'équipage diffuse sur Terre des images télévisées en noir et blanc de la surface lunaire. Lovell lit tour à tour avec Borman et Anders un passage de l'histoire biblique de la création dans le livre de la Genèse^[66]. Ils effectuent un total de dix orbites autour de la Lune en 20 heures et dix minutes^[67] et commencent leur retour sur Terre le 25 décembre (jour de Noël) avec l'allumage de leur fusée sur la face cachée de la Lune, hors contact radio avec la Terre. Lorsque le contact est rétabli, Lovell indique taquin : « S'il vous plaît soyez informé, il y a un Père Noël »^[68].

Lovell à la station de guidage et de navigation du module de commande pendant la mission Apollo 8.

En tant que CMP, Lovell sert de navigateur, utilisant le sextant intégré du vaisseau spatial pour déterminer sa position en mesurant la position des étoiles. Ces informations sont ensuite utilisées pour calculer les corrections requises à mi-parcours. Lovell utilise un certain temps d'inactivité pour effectuer des observations de navigation, en manœuvrant le module pour visualiser les étoiles à l'aide du clavier de l'ordinateur de guidage Apollo. Lovell efface accidentellement une partie de la mémoire de l'ordinateur en entrant des codes erronés, ce qui amène l'unité de mesure inertielle (IMU) à avoir des données indiquant que le module est dans la même orientation relative qu'il avait avant le décollage. L'IMU active ensuite sur les propulseurs pour « corriger » l'attitude du module^[69].

Une fois que l'équipage comprend pourquoi l'ordinateur change l'attitude du module, il sait qu'il faut réintroduire les données correctes pour indiquer à l'ordinateur l'orientation réelle du module. Cela prend dix minutes à Lovell pour trouver les valeurs correctes, en utilisant les propulseurs pour aligner les étoiles Rigel et Sirius^[69], et encore quinze minutes pour saisir les données corrigées dans l'ordinateur^[67]. Seize mois plus tard, pendant la mission Apollo 13, Lovell devra effectuer un réalignement manuel similaire dans des conditions encore plus critiques après que l'IMU du module soit éteinte pour économiser de l'énergie^[70].

L'équipage pulvérise logiquement le record du plus grand éloignement de la Terre et fait partie des tout premiers humains à découvrir la face cachée de la Lune. Un élément à la surface de la Lune — le mont Marilyn (en) — est nommé par Lovell en l'honneur de sa femme.

Le vaisseau spatial amerrit en toute sécurité avant l'aube du 27 décembre après 147 heures de vol, à 4,8 kilomètres du navire de récupération, le porte-avions USS Yorktown. Il est estimé que l'équipage a parcouru 933 419 kilomètres pendant ce périple^[71].

Apollo 13

James Lovell s'entraînant pour Apollo 13 dans une combinaison spatiale A7L.

James Lovell est le CDR de réserve d'Apollo 11 — la mission permet pour la première fois à des hommes de marcher sur la Lune —, avec William Anders comme CMP et Fred Haise comme LMP^[63]. Au début de l'année 1969, Anders accepte un poste au National Aeronautics and Space Council à compter d'août 1969 et annonce qu'il prendra sa retraite en tant qu'astronaute à ce moment-là. Ken Mattingly est transféré de l'équipe de réserve à une formation parallèle avec Anders en tant que CMP de réserve au cas où Apollo 11 est retardé au-delà de sa date de lancement prévue en juillet, et donc dans le cas où Anders serait indisponible^[72].

Dans le cadre de la rotation normale de l'équipage mise en place pendant Apollo par Donald Slayton, Lovell, Mattingly et Haise doivent voler en tant qu'équipage principal d'Apollo 14, mais George Mueller, directeur du Bureau des vols spatiaux habités de la NASA, rejette le choix de Slayton de l'astronaute issu des Mercury Seven {Alan Shepard pour le commandement d'Apollo 13. Shepard vient tout juste de redevenir apte vol après avoir été interdit pendant plusieurs années pour une maladie, et Mueller pense qu'il a besoin de plus de temps de formation pour se préparer à une mission sur la Lune. Slayton demande alors à Lovell s'il est prêt, avec son équipage, à changer de place avec l'équipage de Shepard pour leur permettre d'avoir plus de temps d'entraînement^[72]. « Bien sûr, pourquoi pas ? » répond Lovell : « Quelle pourrait être la différence entre Apollo 13 et Apollo 14 ? »^[73].

Il y a encore un changement dans l'organisation : sept jours avant le lancement, un membre de l'équipage de réserve d'Apollo 13, Charles Duke, contracte la rubéole d'un ami de son fils^[74]. Cela expose les équipes principales et de réserve qui se sont entraînées ensemble. Parmi les cinq, seul Mattingly n'est pas à l'abri grâce à une exposition antérieure. Normalement, si un membre de l'équipage principal ne peut voler, l'équipage restant doit également être remplacé par l'équipage de réserve, mais la maladie de Duke exclut cette possibilité. Deux jours avant le lancement, Mattingly est alors uniquement remplacé par Jack Swigert de l'équipe de réserve. Mattingly ne développera jamais la rubéole et réalisera une autre mission vers la Lune à bord d'Apollo 16^[75].

Lovell décolle à bord d'Apollo 13 le 11 avril 1970^[76]. Lui et Haise doivent atterrir près du cratère lunaire Fra Mauro. À l'époque, il est estimé que la formation Fra Mauro contient beaucoup de matériaux issus de l'impact qui avait rempli la mer des Pluies au début de l'histoire de la Lune, et sa datation peut fournir des informations sur les débuts de l'histoire de la Terre et de la Lune^[77],[78].

« Houston, on a eu un problème. (écouter le fichier audio) »

— La célèbre phrase prononcée par Jack Swigert lors de sa conversation radio avec le centre de contrôle de Houston puis reprise par James Lovell^[79].

Lovell lisant le 17 avril 1970 un article de journal sur le retour sain et sauf d'Apollo 13 à bord du navire de récupération USS Iwo Jima.

Au cours d'une opération de routine, un incendie se déclare dans un réservoir d'oxygène liquide alors que la mission est en transit vers la Lune. La cause la plus probable déterminée par la NASA est une isolation électrique endommagée sur un câblage qui a créé une étincelle qui a déclenché l'incendie^[80]. Un problème de vidange du réservoir avait été signalé avant la mission, et Lovell avait approuvé l'action d'allumer les radiateurs pour purger l'oxygène plutôt que de remplacer le réservoir défectueux, ce qui aurait retardé la mission d'un mois. Ni lui ni l'équipage de la rampe de lancement ne savent que le réservoir contient le mauvais interrupteur de thermostat. Les radiateurs sont laissés allumés pendant huit heures et, bien que cette opération réussit à purger l'oxygène, elle retire également l'isolation en téflon du câblage électrique en cuivre^[81]. L'oxygène liquide se transforme rapidement en gaz à haute pression, ce qui fait éclater le réservoir et provoque la fuite d'un deuxième réservoir d'oxygène. En un peu plus de deux heures, tout l'oxygène à bord est perdu, désactivant les piles à combustible à hydrogène qui fournissent l'énergie électrique au module de commande et de service surnommé Odyssey^[82].

Apollo 13 est la deuxième mission à ne pas utiliser de trajectoire de retour libre, afin de pouvoir explorer les régions lunaires occidentales^[83]. Utilisant le module lunaire Apollo comme « bateau de sauvetage » fournissant l'énergie de la batterie, l'oxygène et la propulsion, Lovell et son équipage rétablissent la trajectoire de retour libre qu'ils avaient quittée et font le tour de la Lune pour rentrer chez eux^[84]. Sur la base des calculs des contrôleurs de vol effectués sur Terre, Lovell doit ajuster la trajectoire à deux reprises en contrôlant manuellement les propulseurs et le moteur du module lunaire^[85].

Apollo 13 revient sain et sauf sur Terre le 17 avril^[86]. « J'ai peur [que] », déclare Lovell, « ce soit la dernière mission lunaire avant longtemps »^[87]. Son commentaire est réfuté par l'administrateur de la NASA, Thomas O. Paine, qui s'empresse de rassurer le public que la NASA travaille à davantage de missions sur la Lune^[88]. Neuf mois plus tard, Apollo 14 fera le voyage vers Fra Mauro, avec des réservoirs de carburant modifiés et une batterie supplémentaire en cas d'urgence^[87].

La trajectoire de vol d'Apollo 13 donne à Lovell, Haise et Swigert le record de la distance la plus éloignée que les humains aient jamais parcourue depuis la Terre^[89],[90]. Lovell est l'un des trois seuls hommes à avoir voyagé deux fois sur la Lune, mais contrairement aux deux autres, John Young et Eugene Cernan, il n'a jamais marché dessus^[91]. Il a effectué 715 heures^[1] et 5 minutes de vols spatiaux lors de ses vols Gemini et Apollo, un record personnel qui dure jusqu'à la mission Skylab 3 en 1973^[92].