Apolo 5

Apolo 5 (lanzado el 22 de enero de 1968), también conocido como AS-204, fue el primer vuelo sin tripulación del Módulo Lunar Apolo (LM) que luego llevar astronautas a la superficie de la Luna. El cohete Saturno IB que llevaba el LM despegó del cabo Kennedy el 22 de enero de 1968. La misión fue un éxito, aunque debido a problemas de programación se ejecutó una misión alternativa a la planeada originalmente.

Al igual que el Apolo 4, este vuelo se retrasó mucho, debido en parte a contratiempos en el desarrollo del LM, fabricado por Grumman Aircraft. El cohete Saturno IB original que iba a llevar el primer LM (LM-1) al espacio fue desmantelado durante los retrasos y reemplazado por el que habría lanzado el Apolo 1 si no se hubiera producido el incendio de la nave espacial que mató a tres astronautas. LM-1 llegó al Centro Espacial Kennedy en junio de 1967; los meses siguientes se dedicaron a probar y colocar el LM encima del Saturn IB. Después de retrasos finales debido a problemas con el equipo, la cuenta regresiva comenzó el 21 de enero de 1968 y el vehículo espacial se lanzó al día siguiente.

Una vez que la nave llegó a la órbita y el LM se separó del impulsor S-IVB, comenzó el programa de prueba orbital, pero se abortó automáticamente una quema planificada cuando la computadora de orientación de Apolo detectó que la nave no iba tan rápido como se había planeado. El director de vuelo Gene Kranz y su equipo en Mission Control en Houston decidieron rápidamente una misión alternativa, durante la cual se lograron los objetivos de la misión de probar el LM-1. La misión tuvo tanto éxito que se canceló una segunda misión no tripulada contemplada para probar el LM, lo que impulsó los planes de la NASA de llevar un astronauta a la Luna a fines de la década de 1960.

Antecedentes

En 1961, el presidente de los Estados Unidos, John F. Kennedy, desafió a su nación a llevar un astronauta a la Luna para fines de la década, con un regreso seguro a la Tierra. Después de un debate considerable, la NASA (la agencia de vuelos espaciales del gobierno de los EE. UU.) decidió a fines de 1962 que las misiones lunares utilizarían un encuentro en la órbita lunar en el que la nave espacial Apolo completa sería impulsada hacia la órbita lunar por el vehículo de lanzamiento Saturno V. s tercera etapa (llamada S-IVB). Una vez en la órbita lunar, aquellos astronautas que aterrizarían en la Luna entrarían en lo que entonces se llamaba el módulo de excursión lunar (LEM) (luego llamado módulo lunar (LM)). Esta nave se separaría del módulo de comando y servicio (CSM) del Apolo y aterrizaría en la Luna. Cuando los astronautas estuvieran listos para regresar, ingresarían al LM, despegarían y volverían a acoplarse con el CSM. Una vez que la tripulación reingresó al CSM, descartarían el módulo lunar y regresarían a la Tierra en el CSM. En 1962, la NASA invitó a once empresas a ofertar por el contrato para construir el LM. El 7 de noviembre de 1962, la NASA anunció que había adjudicado el contrato a Grumman en Bethpage, Nueva York.

Retrasos

Al igual que con el Apolo 4, hubo retrasos significativos para el Apolo 5. La causa principal de los retrasos del Apolo 5 fue el LM, que estaba retrasado. El Gerente del Programa Apolo, el General de División Samuel C. Phillips, originalmente esperaba que el vuelo de prueba sin tripulación del LM-1, el primer módulo lunar, se lanzara en abril de 1967. Anticipando seis meses para la verificación y prueba del vehículo, la NASA le pidió a Grumman que tuviera LM. -1 entregado al Centro Espacial Kennedy en Florida en septiembre de 1966, pero debido a las dificultades en la fabricación del LM-1, la entrega se retrasó repetidamente. La fecha de entrega aún era incierta cuando AS-206, el vehículo de lanzamiento Saturn IB planeado para llevar al LM-1 a la órbita, se erigió en el Complejo de Lanzamiento 37 en enero de 1967. Después del incendio de ese mes que mató a la tripulación del Apolo 1, el vehículo de lanzamiento planeado para Apollo 1, AS-204, se trasladó del Launch Complex 34 al Launch Complex 37 y reemplazó al AS-206. Esto se hizo porque AS-204 fue el último IB de Saturno con instrumentación completa de investigación y desarrollo y, con el vuelo tripulado en espera, la NASA quería usar ese propulsor para el primer vuelo del LM.

Sin LM todavía disponible, Grumman construyó una maqueta de madera contrachapada de uno en el Complejo de lanzamiento 37 para ayudar en la verificación de las instalaciones. El 12 de mayo de 1967, el gerente de la nave espacial del Programa Apolo, George M. Low, informó a la sede de la NASA que Grumman estaba comprometido con la entrega del LM-1 el 28 de junio, aunque Low señaló que la meta sería difícil de alcanzar. El 23 de junio, el LM-1 llegó a Cape Kennedy a bordo de Aero Spacelines' Súper Guppy; las etapas se acoplaron entre sí cuatro días después. Un equipo de 400 personas bajo la dirección de John J. Williams, un veterano de las operaciones de lanzamiento tanto para Mercury como para Gemini, verificó que el LM-1 cumpliera con las especificaciones, luego de lo cual supervisaron a los técnicos de Grumman, quienes probaron y modificaron el vehículo. Debido a fugas en la etapa de ascenso del LM, las dos etapas se desmantelaron en agosto, y después de que se arreglaron y las etapas se volvieron a acoplar, se desarrolló otra fuga y las etapas se desmantelaron nuevamente en septiembre. Durante este tiempo, Grumman retiró varias piezas de equipo para repararlas; los escenarios fueron rematados nuevamente en octubre.

A partir del 6 de septiembre de 1967, el Apolo 5 se estaba retrasando unos 39 días con respecto al plan establecido el 18 de julio, pero se estaban solucionando todos los problemas conocidos, con la excepción de algunas fugas en el sistema de propulsión. La mayoría de los documentos de la misión estaban listos a fines de 1967; El director de la misión, William C. Schneider, emitió las reglas de la misión el 18 de noviembre de 1967. Al día siguiente, el LM-1 se acopló a su vehículo de lanzamiento y la prueba de preparación del vehículo espacial se completó en diciembre. A principios de enero de 1968, la oficina del administrador de la NASA, James E. Webb, anunció que el Apolo 5 no se lanzaría antes del 18 de enero de 1968. Las fallas menores, como los filtros obstruidos, provocaron algunos retrasos adicionales. La prueba de demostración de cuenta regresiva concluyó el 19 de enero y comenzó una cuenta regresiva abreviada de 22 horas el 21 de enero.

Objetivos

LM-1 es entregado por Super Guppy avión, 23 de junio de 1967

Apolo 5 estaba destinado a verificar el funcionamiento de los subsistemas del LM. Durante el vuelo, se encenderían los motores de ascenso y descenso. Un "fuego en el hoyo" Se realizaría una prueba para verificar que la etapa de ascenso aún podría disparar mientras está unida a la etapa de descenso, un procedimiento que se usaría en la superficie lunar y en el caso de un aterrizaje lunar abortado. Implicaba apagar la etapa de descenso, cambiar el control y la potencia a la etapa de ascenso y arrancar el motor de ascenso mientras las dos etapas aún estaban acopladas. El término "fuego en el hoyo" derivado de un término usado en minería cuando se van a usar explosivos. Se realizaron pruebas adicionales para verificar que los motores LM pudieran reiniciarse después del uso inicial. Además de probar los sistemas LM, el Apolo 5 probaría la Unidad de Instrumentos en su configuración Saturno V.

Se esperaba que la etapa de ascenso del LM-1 permaneciera en órbita durante unos dos años antes de volver a entrar en la atmósfera y desintegrarse, y la etapa de descenso durante unas tres semanas.

Equipo

Saturno IB de Apolo 5 en el lanzamiento

El Apolo 5 fue puesto en órbita por el Saturno IB, designado como SA-204R, que había sido asignado al Apolo 1. Llevado originalmente a Cabo Kennedy en agosto de 1966, sobrevivió ileso al incendio y fue inspeccionado después del incendio para corrosión u otros daños. El peso de ignición del vehículo de lanzamiento, incluida la nave espacial y el propulsor, fue de 589 413 kilogramos (1 299 434 lb).

El vehículo espacial para esta misión medía 55 metros (180 pies) de altura, pero tenía un aspecto rechoncho ya que no tenía un CSM ni un sistema de escape de lanzamiento. En cambio, el LM se alojó dentro del adaptador de módulo lunar (SLA) de la nave espacial en la parte superior de la pila del vehículo. El SLA, numerado como SLA-7, estaba justo debajo de la tapa de la nariz en la pila y tenía cuatro paneles que se abrirían una vez que la tapa de la nariz se desechara en órbita, lo que permitía que la sala del LM se separara y se alejara.

El LM, designado como LM-1, fue el primer módulo lunar Apolo listo para volar. Para ahorrar peso y porque no serían necesarios durante la misión de prueba, el LM-1 no tenía patas de aterrizaje.

Después de que una de las ventanas del LM-5 (que volaría en el Apolo 11) se rompiera durante las pruebas en diciembre de 1967, los funcionarios de la NASA decidieron reemplazar las ventanas del LM-1 con placas de aluminio por temor a que una ventana pudiera fallar durante el vuelo.. Dado que no habría astronautas a bordo, el LM-1 tenía instalado un programador de misiones que podía controlar la nave de forma remota. No todos los sistemas LM-1 estaban completamente activados ni se le dio una carga completa de consumibles: por ejemplo, sus baterías primarias estaban parcialmente descargadas para evitar complicaciones de sobretensión, y los tanques de oxígeno para los sistemas de control ambiental estaban solo parcialmente llenos.

Vuelo

El 22 de enero de 1968, el Apolo 5 despegó del complejo de lanzamiento 37B en la estación de la Fuerza Aérea de Cape Kennedy a las 17:48:08 hora estándar del este (22:48:08 UTC). El Saturn IB funcionó perfectamente, insertando la segunda etapa y el LM en una órbita de 88 por 120 millas náuticas (163 por 222 km). El cono de la nariz se desechó y, después de una inercia de 43 minutos y 52 segundos, el LM se separó de su adaptador, en una órbita de 90 por 120 millas náuticas (167 por 222 km).

Después de dos órbitas, se inició la primera quema de motor de descenso planificada de 39 segundos, pero la computadora de orientación de Apolo la canceló después de solo cuatro segundos, y detectó que la nave espacial no iba tan rápido como se esperaba. Esto sucedió porque se sospechaba que una de las válvulas del motor tenía fugas y no se armó hasta que llegó el momento de encender el motor, en órbita, lo que significaba que el propulsor tardaba más en llegar al motor, lo que provocaba el retraso. Los programadores podrían haber ajustado el software para tener en cuenta esto, pero no se les dijo. Además, los tanques estaban solo medio llenos, y esto contribuyó a la lentitud del barco. Si esto hubiera ocurrido en una misión tripulada, los astronautas habrían podido analizar la situación y decidir si se debería reiniciar el motor.

Director de Operaciones de Vuelo Christopher C. Kraft (izquierda) y director del Centro Manned Spaceflight Robert R. Gilruth en Control de Misión durante el Apolo 5

Gene Kranz era el director de vuelo del Apolo 5. El control de la misión, bajo el mando de Kranz, decidió un plan para conducir el motor y el "fuego en el agujero" Ensayos bajo control manual. Hubo problemas de comunicación con la nave espacial, y la omisión de estas pruebas habría significado un fracaso de la misión. A pesar de esto, el equipo de Kranz logró todas las quemas. La etapa de ascenso se salió de control ocho horas después de la misión, después de que se quemó el motor, debido a un problema con el sistema de guía.

Las etapas se dejaron en una órbita lo suficientemente baja como para que la resistencia atmosférica pronto hiciera que sus órbitas decayeran y volvieran a entrar en la atmósfera. La etapa de ascenso volvió a entrar el 24 de enero y se quemó; la etapa de descenso volvió a entrar el 12 de febrero, cayendo en el Pacífico a varios cientos de millas al suroeste de Guam. Las simulaciones mostraron que la etapa S-IVB del vehículo de lanzamiento (1968-007B) volvió a entrar alrededor de las 15,5 horas de vuelo.

El director del programa de la nave espacial Apolo, George M. Low, dijo que el éxito de la Apolo 5 se debió al hecho de que teníamos una buena pieza de hardware; se debió al hecho de que teníamos destacados equipos de control de vuelo bajo la dirección de Gene Kranz' Liderazgo capaz." A pesar de los problemas durante el encendido del motor de descenso, la NASA consideró que la misión fue un éxito en la demostración de los sistemas LM, y se canceló una segunda prueba de vuelo sin tripulación con LM-2. El primer vuelo LM tripulado tuvo lugar en el Apolo 9 en marzo de 1969.