► En savoir plus : l'effet POGO

Pendant les premières minutes d’un vol spatial, lors du décollage et pendant l’ascension, les éléments mécaniques d’un lanceur spatial, ses systèmes de contrôle, sa charge à placer sur orbite et éventuellement son équipage dans le cas d’un vol habité, sont soumis à rude épreuve.
La poussée résultant de la combustion des carburants dans les moteurs des lanceurs provoque de fortes vibrations sur l’ensemble de la structure du véhicule.

Les ingénieurs astronautiques responsables de la mise au point des lanceurs à carburants liquides ont également été confrontés dés les débuts de l’ère spatiale à un phénomène appelé effet POGO. Sur les véhicules de ce type, les oscillations des carburants liquides contenus dans les réservoirs et dans les conduits d’alimentation des propulseurs viennent s’ajouter aux vibrations induites par la poussée des moteurs.
L’effet POGO se manifeste lorsque les fréquences de ces diverses vibrations entrent en résonance, ce qui à pour effet d’augmenter l’amplitude de ces oscillations. Si aucun système dissipatif n’est installé, cette instabilité peut non seulement altérer les capacités opérationnelles de l’équipage, mais aussi, dans certains cas extrêmes, provoquer une rupture sur la structure du lanceur et entraîner l’échec de la mission.

Les premiers systèmes anti-effet POGO furent mis au point non sans difficultés par la NASA à l’occasion des missions Gemini à partir de 1962. Un équipage composé de deux astronautes devait alors être placé sur orbite par le biais d’un missile balistique Titan 2 modifié. Or celui-ci ne pouvait être utilisé en l’état tant l’effet POGO était marqué. Le 1er novembre 1963, des dispositifs anti-POGO installés dans les réservoirs et les conduits d’alimentation de carburant du lanceur démontrèrent leur efficacité et Titan 2 reçut son homologation pour les vols spatiaux habités.

Pour chaque nouveau véhicule, il fallut trouver une parade à l’effet POGO. Sur Saturn 5, la fusée conçue pour emmener l’Homme sur la Lune, c’est le deuxième étage, équipée de cinq moteurs qui se révéla sensible au POGO. Lors de la mission Apollo 12, le phénomène fut très important, mais les effets se concentrèrent uniquement sur le moteur central, sans conséquence sur le vol. Aucune modification ne fut donc engagée pour la mission suivante, mais lors du lancement d’Apollo 13, les vibrations causées par l’effet POGO furent si violentes que le moteur central du deuxième étage s’arrêta prématurément. Aucun dégât ne fragilisa la structure du lanceur, la poussée des quatre moteurs restants fut suffisante et la mission put se poursuivre.

C’est suite à cet incident que des systèmes anti-POGO furent installés pour garantir la sécurité de la fin du programme Apollo.

En ce qui concerne la navette spatiale, c’est dés la conception de l’orbiteur que le POGO fut pris en compte si bien que ce fut le premier véhicule à être équipé de dispositifs adéquats avant d’effectuer son premier vol.

Image : le second étage du lanceur Saturn 5