Gemini 8 (officiellement Gemini VIII) est la sixième mission habitée du programme Gemini et la douzième mission spatiale habitée américaine. La mission Gemini 8 est lancée le avec à son bord Neil Armstrong, commandant de la mission, et David Scott. Les deux objectifs principaux de la mission sont d'une part de réaliser un rendez-vous spatial et de s'amarrer à un engin spatial cible Agena et d'autre part d'effectuer une sortie extravéhiculaire avec l'AMU (Automatically Maneuvering Unit), un prototype du Manned Maneuvering Unit (MMU). Les astronautes doivent également réaliser dix expériences scientifiques, technologiques et médicales.
Quelques heures après le lancement, à la suite de plusieurs manœuvres destinées à modifier l'orbite du vaisseau, Armstrong parvient à amarrer celui-ci à l'étage Agena. Mais une fois cette opération réalisée l'ensemble se met à tournoyer. L'équipage largue alors l'étage Agena mais la vitesse de rotation s'accroit atteignant presque un tour par seconde. Armstrong ne parvient à stopper le mouvement de rotation qu'en utilisant le système de contrôle d'attitude normalement réservé à la phase de retour sur Terre. Le recours à ce système qui laisse l'équipage sans solution de secours en cas d'une nouvelle défaillance impose l'interruption immédiate de la mission. La rentrée atmosphérique est déclenchée et l'équipage parvient à poser le vaisseau près d'un site de récupération secondaire dans l'Océan Pacifique. Malgré l'incident ayant interrompu la mission, celle-ci a permis de remplir l'objectif principal (amarrage entre deux vaisseaux) qui constitue l'une des raisons d'être du programme Gemini. Au cours de la mission Gemini 8 d'une durée de (au lieu de trois jours et demi), le vaisseau a bouclé 7 orbites. On découvrira au sol que la valve permettant d'interrompre l'alimentation en ergols s'est bloquée en position ouverte à la suite d'un court-circuit électrique.
Contexte vignette|Scott (au premier plan) et Armstrong lors d'un entrainement en apesanteur durant un vol parabolique à bord d'un avion KC-135 de l'US Air Force. vignette|Pistolet éjectant du fréon qui devait être utilisé pour les déplacements lors de la sortie extra-véhiculaire programmée.
Première d'une série de missions complexes du programme Gemini
Gemini 8 est la sixième mission habitée du programme Gemini, développé par l'agence spatiale américaine (NASA), dont l'objectif général est de mettre au point des techniques spatiales qui seront mises en œuvre par le très ambitieux programme Apollo qui doit amener des hommes à la surface de la Lune. C'est également la douzième mission spatiale habitée des États-Unis. Fin 1965, alors que les préparatifs de la mission débutent, sept missions du programme Gemini ont été menées à bien dont cinq avec un équipage et elles toutes permis à l'agence spatiale de maitriser de nouvelles techniques de manœuvres spatiales. Mais les missions à venir sont beaucoup plus complexes : leur objectif est d'acquérir la maitrise des techniques d'amarrage, de rendez-vous avec deux engins spatiaux distincts au cours de la même mission et de modification d'orbite avec une forte variation de l'altitude. Toutes ces techniques sont indispensables pour mener à bien les missions Apollo. Mais l'objectif est également de former un corps d'astronautes expérimentés et de peaufiner les procédures de suivi au sol des missions complexes.
Un étage cible Agena en difficulté
Fin 1965 le programme Gemini est confronté à plusieurs difficultés. L'étage Agena, qui doit servir de cible d'amarrage pour les missions suivantes, rencontre des problèmes de mise au point du fait de l'explosion en vol de l'exemplaire numéro 2 le . Les ingénieurs de son constructeur Lockheed, parviennent à remonter aux sources de cet incident en analysant les télémesures transmises par la fusée avant sa destruction. Celle-ci est la conséquence d'une modification du mode d'alimentation du moteur-fusée introduite pour permettre d'économiser la consommation du comburant dans le but de pouvoir rallumer quatre fois le moteur au lieu des deux fois prévues dans la version d'origine. Pour répondre à cette nouvelle spécification, au démarrage, le carburant est introduit dans la chambre de combustion avant le comburant alors que jusque là c'était l'inverse. Cette procédure aboutit à une accumulation excessive de carburant créant immédiatement après la mise à feu des oscillations et des dégâts mécaniques aboutissant à l'extinction du moteur puis à l'explosion du réservoir de carburant du fait d'une surpression déclenchée par une cascade d'événements. Les corrections sont apportées par la société Bell (le constructeur du moteur-fusée) à la procédure d'alimentation. Mais en parallèle la NASA décide de développer une solution (l'ATDA) permettant de remplacer l'Agena et pouvant être développée rapidement et à moindre cout tout en mettant la pression sur le fournisseur. L'ATDA est constitué en réunissant deux éléments préexistants : la pièce d'amarrage installée sur les Agena et la courte section du module de rentrée du vaisseau Gemini contenant les moteurs de contrôle d'attitude (Reentry Control System section). Les ingénieurs de Lockheed, après une série de déconvenues, parviennent à qualifier juste à temps les modifications apportées au moteur-fusée dans une chambre à vide reconstituant l'environnement à des altitudes voisinant les 30 kilomètres.
Une sortie extravéhiculaire plus ambitieuse
La sortie extravéhiculaire réalisée par White au cours de la mission Gemini IV avait été une première américaine spectaculaire mais n'avait pas vraiment permis d'étudier les capacités opérationnelles d'un astronaute travaillant en apesanteur tout en étant engoncé dans une combinaison spatiale : White s'était contenté de sortir du vaisseau Gemini et d'observer l'espace de manière passive en se déplaçant avec un pistolet éjectant du gaz comprimé. La sortie extravéhiculaire au programme de la mission Gemini 8 est beaucoup plus ambitieuse. Au cours de celle-ci Scott doit aller s'équiper d'un sac à dos, l'ELSS (), stocké à l'extérieur du vaisseau Gemini au niveau de l'adaptateurLa cabine de l'équipage était trop exiguë pour y stocker cet équipement.. L'ELSS dispose d'une réservoir d'oxygène permettant à l'astronaute de ne plus dépendre de l'alimentation fournie par le cordon ombilical le reliant au vaisseau, d'une radio et d'un réservoir de 8 kilogrammes de fréon alimentant un pistolet permettant à l'astronaute de se déplacer dans l'espaceL'autonomie disponible grâce à ce dispositif est largement supérieure à celle dont avait bénéficié White. Le pistolet dispose de 15 fois plus de gaz et le fréon, qui remplace l'oxygène, est un gaz trois fois plus dense.. Une fois devenu autonome l'astronaute dispose d'une rallonge lui permettant de s'éloigner de 30 mètres du vaisseau tout en restant attaché à celui-ci. Pour s'entrainer à s'équiper de l'ELSS en apesanteur, Scott effectue 300 vols paraboliques et passe près de 20 heures dans une soufflerie permettant de reproduire le vol en chute libre.
Objectifs de la mission vignette|Scott dans sa combinaison spatiale se détend peu avant le lancement.
Le déroulement et les objectifs de la mission sont progressivement mis au point à compter de l'été 1965. La manœuvre de rendez-vous entre le vaisseau Gemini et l'étage Agena est positionnée lors de la quatrième orbite du vaisseau bien qu'une manœuvre plus précoce (deuxième orbite) ait été étudiée puis écartée car dépassant le capacités de l'équipe du contrôle au sol. De même l'utilisation de l'étage Agena accouplé au vaisseau Gemini pour élever l'orbite est également rejetée car l'étage Agena n'est pas considéré comme assez fiable. La durée de la mission est limitée à deux jours pour ne pas solliciter trop les piles à combustible fournissant l'énergie électrique dont la fiabilité ne s'est améliorée que récemment. Il est envisagé d'imposer qu'un astronaute reste éveillé lorsque l'autre dort pour parer à tout incident, une procédure que les astronautes ne souhaitent pas voir appliquée. Les responsables du centre de contrôle repousse cette suggestion déjà abordée lors des missions précédentes en précisant que malgré les discontinuités dans la couverture des vols, aucun incident ne nécessite d'imposer une telle contrainte.
Les objectifs principaux de la mission Gemini 8 sont la réalisation d'un rendez-vous spatial avec quatre tests d'amarrage au vaisseau cible Agena et la réalisation d'une sortie extra-véhiculaire avec utilisation de l'AMU. Les objectifs secondaires sont la modification de l'altitude de l'orbite de l'étage Agena (amarré au vaisseau Gemini) en la portant à 410 kilomètres, la réalisation d'un deuxième rendez-vous avec l'étage Agena, l'évaluation de certains équipements du vaisseau Gemini (enregistreur sur bande magnétique de secours), une démonstration de rentrée atmosphérique contrôlée et la réalisation de dix expériences scientifiques, technologiques et médicales. Parmi ces dernières figurent l'évaluation d'une tâche consistant à dévisser six écrous à l'aide d'un outil puis de les revisser dans le but de comparer la pénibilité de cette tâche en apesanteur avec la même opération réalisée au sol
Équipage vignette|Neil Armstrong et David Scott durant une session photo au Kennedy Space Center. La composition de l'équipage est annoncée fin soit six mois avant la date prévue du vol. Le commandant de la mission est Neil Armstrong, le seul civil de sa promotion d'astronautes, qui a fait ses armes en tant pilote d'essais de l'avion-fusée X-15 et faisait partie de l'équipage de réserve de la mission Gemini V. Le deuxième membre de l'équipage est David Scott. L'équipage de réserve est constitué de Charles Conrad, commandant de bord et qui faisait partie comme Armstrong de l'équipage de réserve de Gemini 5, et Richard Gordon. Aucun de ces astronautes n'a jusque là volé.
Déroulement du vol
Le vol est programmé pour pour une durée de trois jours. La réalisation d'un rendez-vous spatial avec amarrage au vaisseau cible Agena est conditionnée par la qualification du lanceur Atlas de ce dernier car un exemplaire de cette fusée a explosé lors d'un précédent lancement le . Prévu pour le , le lancement est reporté au à cause de fuites de carburant dans la fusée Atlas-Agena et de fuites dans le circuit d'oxygène des astronautesLe Progrès du 15 mars 1966.
Lancement et amarrage à l'étage Agena