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El Apolo 4 (también conocido como AS-501 ) fue el primer vuelo de prueba sin tripulación del vehículo de lanzamiento Saturno V, el tipo utilizado por el programa Apolo de Estados Unidos para enviar a los primeros astronautas a la Luna . El vehículo espacial fue ensamblado en el Edificio de Ensamblaje de Vehículos y fue el primero en ser lanzado desde el Complejo de Lanzamiento 39 en el Centro Espacial John F. Kennedy en Merritt Island, Florida, instalaciones construidas especialmente para el Saturno V.

Apolo 4 fue una prueba completa, lo que significa que todas las etapas del cohete y las naves espaciales fueron completamente funcionales en el vuelo inicial, una novedad para la NASA . Fue la primera vez que volaron la primera etapa S-IC y la segunda etapa S-II . También demostró el primer reinicio en vuelo de la tercera etapa del S-IVB . La misión utilizó un módulo de mando y servicio (CSM) del Bloque I modificado para probar varias revisiones clave del Bloque II, incluido su escudo térmico a una velocidad y ángulo de retorno lunar simulados.

Originalmente planeado para fines de 1966, el vuelo se retrasó hasta el 9 de noviembre de 1967, en gran parte debido a problemas de desarrollo de la etapa S-II encontrados por North American Aviation, el fabricante de la etapa. El retraso también fue causado, en menor medida, por numerosos defectos de cableado encontrados por la NASA en la nave espacial Apollo, también construida por North American.

La misión fue el primer vuelo de Apolo después de la suspensión impuesta después del incendio del Apolo 1 que mató a la primera tripulación del Apolo. Fue el primero en utilizar el esquema de numeración oficial de Apolo de la NASA establecido en abril de 1967, designado Apolo 4 porque había habido tres vuelos Apolo / Saturno sin tripulación anteriores en 1966, utilizando el vehículo de lanzamiento Saturn IB .

La misión duró casi nueve horas, cayendo en el Océano Pacífico, logrando todos los objetivos de la misión. La NASA consideró que la misión fue un completo éxito, porque demostró que el Saturn V funcionó, un paso importante para lograr el objetivo del programa Apolo de llevar astronautas a la Luna y traerlos de regreso a salvo, antes del final de la década.

Objetivos

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La misión AS-501 fue el primer vuelo del Saturno V. En ese momento, fue el vehículo de lanzamiento más grande que jamás haya intentado un vuelo. [1]​ Esta misión fue la primera de la NASA en utilizar pruebas "completas", una decisión que se remonta a finales de 1963. George Mueller, el jefe de la Oficina de Vuelos Espaciales Tripulados de la NASA en ese momento, era un ingeniero de sistemas que anteriormente trabajó en proyectos de misiles militares. Reconoció que las pruebas completas se usaron con éxito para desarrollar rápidamente el programa de misiles balísticos intercontinentales Minuteman de la Fuerza Aérea, y pensó que podría usarse para cumplir con el programa Apolo. [2]​ Anteriormente, la forma en que el equipo de Wernher von Braun en el Marshall Space Flight Center y los antiguos ingenieros del NACA LRC probaban nuevos cohetes era probando cada etapa de forma incremental. El programa de prueba del Saturn V se apartó del enfoque progresivo conservador utilizado anteriormente por los ingenieros de Marshall y Langley. Se probaría de una vez, con todas las etapas en vivo y completamente dignas de vuelo, incluido un módulo de servicio y comando de Apolo (CSM). [3]​ Esta decisión simplificó drásticamente la fase de vuelo de prueba del programa, eliminando cuatro misiones, pero requirió que todo funcionara correctamente la primera vez. Los gerentes del programa Apollo tenían dudas sobre las pruebas completas, pero lo aceptaron con cierta desgana, ya que las pruebas de componentes incrementales inevitablemente llevarían a la misión de aterrizaje lunar más allá del objetivo de 1970. [4]​

La misión fue el primer lanzamiento desde el Complejo de lanzamiento 39 del Centro Espacial Kennedy, construido específicamente para el Saturno V. [5]​ Dado que se trataba de una prueba completa, fue el primer lanzamiento de la primera etapa S-IC y la segunda etapa S-II. . También sería la primera vez que la tercera etapa del S-IVB se reiniciaría en órbita, y la primera vez que la nave espacial Apolo volvería a entrar en la atmósfera de la Tierra a la velocidad de una trayectoria de retorno lunar.

La carga útil era un CSM Bloque I, construida para vuelos de prueba en órbita (Para su uso con el módulo lunar (LM) en los aterrizajes lunares reales se diseñó el Bloque II tras el accidente del Apolo 1) Sin embargo, se realizaron varias modificaciones importantes del Bloque II para la certificación, ya que ninguna nave espacial del Bloque II volaría sin tripulación. Las modificaciones incluyeron una nueva cubierta exterior de pantalla térmica CM; un nuevo conector umbilical CM-to-SM; mover las antenas de cimitarra VHF del CM al SM; una nueva antena de banda S unificada ; y una escotilla modificada del compartimiento de la tripulación.

Un LM ficticio conocido como artículo de prueba del módulo lunar, LTA-10R, se llevó como lastre para simular las cargas del LM en el vehículo de lanzamiento. Con 29 500 libras (13 381 kg), el LTA-10R era un poco más ligero que un LM nominal utilizado en el primer aterrizaje lunar, que pesaba 33 278 libras (15 094,6 kg) .

Ensamblaje del vehiculo

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Apolo 4 en la plataforma de lanzamiento, 8 de noviembre de 1967

El lanzamiento del AS-501 se planeó originalmente para fines de 1966, pero los problemas de desarrollo del escenario lo retrasaron hasta abril de 1967. La primera pieza en llegar al Centro Espacial Kennedy fue la tercera etapa S-IVB, construida por Douglas Aircraft Company . Como era lo suficientemente pequeño para ser transportado por avión, Aero Spacelines, Inc. construyó uno: el "Pregnant Guppy" y llegó el 14 de agosto de 1966.

Las otras etapas fueron mucho más grandes y tuvieron que viajar en barcaza a lo largo del río Banana . La primera etapa S-IC, construida por Boeing Company, llegó el próximo 12 de septiembre desde Michoud, Louisiana .

Retraso adicional causado por North American Aviation

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North American Aviation fue el contratista tanto de la segunda etapa S-II Saturn V como del módulo de mando y servicio Apolo . La NASA había estado experimentando problemas con el cronograma, el costo y el desempeño de calidad de North American en ambos programas, lo suficientemente graves como para que el director del programa Apollo, Samuel C. Phillips, enviara un equipo a North American en California en noviembre y diciembre de 1965 para investigar los asuntos y recomendar soluciones para los problemas de gestión del programa. Publicó sus hallazgos en un informe a su supervisor, George Mueller . [6]​

Segunda etapa del Saturno V

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Se sabía que el desarrollo del S-II tenía un año de retraso, y la primera etapa lista para volar no se entregó en 1966. Mientras tanto, el montaje del vehículo continuó, utilizando un enorme espaciador en forma de carrete en su lugar, para ganar más experiencia en el procedimiento de apilado de la tercera etapa. El S-II no llegó hasta el 21 de enero de 1967, seis días antes del fatal incendio de la nave espacial Apolo 1. Tras la inspección, se encontraron grietas en el tanque de hidrógeno líquido. Estas fueron reparadas, la tercera etapa y el espaciador fueron removidos y el montaje continuó con el S-II el 23 de febrero [7]​

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El CSM 017 había llegado deNorth American aproximadamente un mes antes del incendio del Apolo 1, el 24 de diciembre de 1966. Ya había pasado una inspección de control de calidad, pero luego del incendio que destruyó a su hermano CM 012, fue sometido a una inspección intensiva que encontró un total de 1.407 errores en la nave espacial. [7]​ Docenas de cables enrutados y revestidos al azar eran un peligro potencial. Los gerentes de la NASA llegaron a ver los problemas por sí mismos. Se decía que el director de operaciones de lanzamiento, Rocco Petrone, había maldecido; El gerente de la Oficina del Programa de la Nave Espacial Apollo, Joe Shea, se puso a llorar; y Phillips permaneció en silencio, atónito. [8]​

El CSM se retiró del cohete el 14 de febrero de 1967 para su reparación, lo que requirió otros cuatro meses hasta que estuvo listo para volver a acoplarse al cohete el 20 de junio. El 26 de agosto, el vehículo de lanzamiento completo finalmente salió del Edificio de Ensamblaje de Vehículos [9]​ (VAB), más de ocho meses después de la fecha de lanzamiento programada originalmente.

Esquema de numeración de misiones

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AS-501 fue la primera misión en volar bajo el esquema oficial de numeración de misiones Apolo aprobado por Mueller el 24 de abril de 1967; el primer vuelo tripulado fallido fue designado retroactivamente Apolo 1 en honor a los deseos de las viudas de la tripulación. Aunque ya ocurrieron tres vuelos del Saturn IB sin tripulación, solo dos contenían una nave espacial Apollo (el AS-203 llevaba solo el cono de nariz aerodinámico). En consecuencia, Mueller reanudó la secuencia de numeración en el Apolo 4. [10]​ [11]​

Preparación de lanzamiento

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Las pruebas en la plataforma, las pruebas previas al lanzamiento y la práctica de preparación del vehículo comenzaron en septiembre y encontraron varios problemas con la carga de propulsor y varias fallas en el equipo. Estas llevaron el lanzamiento a noviembre, pero proporcionaron valiosas lecciones aprendidas sobre el nuevo vehículo. [12]​ En ese momento, North American había sido comprada por Rockwell Standard Corporation, por lo que el soporte de lanzamiento fue el primero que se proporcionó con el nuevo nombre, North American Rockwell. El 6 de noviembre, comenzó la secuencia de cuenta regresiva de 56 horas y media con la carga de propulsor. En total, se cargaron 89 camiones de remolque de LOX ( oxígeno líquido), 28 remolques de LH2 ( hidrógeno líquido) y 27 vagones de RP-1 ( queroseno refinado). Esta vez los problemas encontrados fueron pocos y menores. [13]​

Vuelo

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El lanzamiento se produjo el 9 de noviembre a las 7:00 am EST (12:00 UTC ). Ocho segundos antes del despegue, los cinco motores F-1 se encendieron, enviando enormes cantidades de ruido a través del Centro Espacial Kennedy. Para protegerse de una posible explosión (ver más abajo), las plataformas de lanzamiento en LC-39 se ubicaron a más de tres millas del Edificio de Ensamblaje de Vehículos; aún así, la presión del sonido fue mucho más fuerte de lo esperado y golpeó el VAB, el Centro de control de lanzamiento y los edificios de la prensa. Las tejas del techo cayeron alrededor del reportero de noticias Walter Cronkite, que cubría el lanzamiento de CBS News. Cronkite y el productor Jeff Gralnick pusieron sus manos en la ventana de observación en un esfuerzo por detener sus poderosas vibraciones. [14]​ Cronkite admitió más tarde que estaba "abrumado" por el poder del cohete y la emoción del momento. Su descripción al aire fue entregada sin su equilibrio y reserva habituales mientras gritaba por encima del ruido de lanzamiento en su micrófono.

... nuestro edificio está temblando. ¡Nuestro edificio está temblando! ¡Oh, es fantástico, el edificio está temblando! ¡Esta gran ventana explosiva está temblando! ¡La estamos sosteniendo con nuestras manos! ¡Mira ese cohete irse a las nubes a 3000 pies! ... puedes verlo ... puedes verlo ... ¡oh, el rugido es tremendo!
Walter Cronkite, durante la transmisión del Lanzamiento del Apolo 4

Al igual que con el vuelo inaugural del Saturno I seis años antes, el miedo a una falla en el lanzamiento a baja altitud, y especialmente a una explosión de plataforma, era alto. Se habían realizado varios estudios de la NASA para evaluar este escenario mediante el estudio de accidentes de este tipo anteriores (en particular, el desastre Atlas-Centaur de marzo de 1965), pero en todos esos casos, involucraron vehículos de lanzamiento de menos de la mitad del tamaño y la carga de combustible del Saturno V. un evento sería una catástrofe más allá de todas las proporciones (sin embargo, el desastre soviético N-1 de 1969 da una idea de cómo podría haber sido). Afortunadamente para todos los interesados, el cohete se levantó del LC-39A y funcionó perfectamente en todas las etapas del vuelo.

El lanzamiento colocó el S-IVB y CSM en una órbita casi circular de 100 millas náuticas (185,2 km), una órbita de estacionamiento nominal que se utilizaría en las misiones lunares reales. Después de dos órbitas, el primer reencendido en el espacio del S-IVB puso la nave espacial en una órbita elíptica con un apogeo de 9297 millas náuticas (17 218 km) y un perigeo apuntado deliberadamente a 45,7 millas náuticas (84,6 km) por debajo de la superficie de la Tierra; esto aseguraría tanto una reentrada atmosférica de alta velocidad del módulo de comando como la destrucción después de la reentrada del S-IVB. Poco después de esta quema, el CSM se separó del S-IVB y encendió el motor de su módulo de servicio para ajustar el apogeo a 9769 millas náuticas (18 092 km) y un perigeo de −40 millas náuticas (−74 km) . Después de pasar el apogeo, el motor del módulo de servicio se encendió nuevamente durante 281 segundos para cambiar la órbita a una trayectoria hiperbólica, aumentando la velocidad de reentrada a 36,545 pies por segundo (11,1 m/s), a una altitud de 400 pies (0,1 km) y un ángulo de trayectoria de vuelo de −6,93 grados, simulando un regreso de la Luna. [15]​

El CM aterrizó aproximadamente 8,6 millas náuticas (16 km) desde el lugar de aterrizaje objetivo al noroeste de la isla Midway en el Océano Pacífico Norte. Su descenso fue visible desde la cubierta del USS Bennington, el principal barco de recuperación. Después de su vuelo, el CM 017 fue transferido al Smithsoniano en enero de 1969. [16]​ El CM fue transferido para su exhibición pública en el Centro Espacial Stennis de la NASA hasta principios de 2012. El CM se encuentra actualmente en exhibición en el Infinity Science Center en Pearlington, Mississippi . [17]​

Cronología

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Tiempos de eventos desde el lanzamiento hasta la órbita.

Hora (MM: SS) Evento
T + 00: 00: 00 Despegue
T + 00: 01.26 Inicio de guiñada
T + 00: 10.16 Fin de guiñada
T + 00: 11.06 Inicio del alabeo
T + 00: 31,99 Fin del alabeo
T + 02: 15,52 Inserción de comandos de Corte del motor
T + 02: 30,77 Corte del motor efectivo
T + 02: 31,43 Separación S-IC / S-II
T + 02: 32.12 Inicio S-II
T + 03: 01.44 Separación de planos S-IC / S-II
T + 03: 07.13 Emisión de LES
T + 08: 39,76 Corte del motor S-II
T + 08: 40,53 Separación S-II / S-IVB
T + 08: 40: 72 Inicio S-IVB
T + 11: 05,64 Corte del motor S-IVB

Cámaras a bordo

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Desarrollo de Saturno V

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Apolo 4, Separación S-IC – S-II, cámara superior
Apolo 4, Separación S-IC – S-II, cámara inferior

Se montaron dos cámaras cinematográficas en la estructura de empuje de la segunda etapa S-II, para verificar la adecuada secuencia de separación de las etapas. También se instalaron cámaras similares en el segundo vuelo del Saturno V, Apolo 6 . Las cámaras funcionaron a cuatro veces la velocidad normal para mostrar los eventos en cámara lenta. [18]​ Las cápsulas de la cámara se desecharon poco después de la separación de la primera etapa, a una altitud de unos 200 000 pies (61,0 km) . Luego volvieron a entrar en la atmósfera y cayeron en paracaídas al océano para recuperarse. Se recuperaron las dos cámaras S-II del Apollo 4, por lo que hay imágenes de ambos lados del vehículo.

Los documentales a menudo usan imágenes de un lanzamiento de Saturno V, y una de las piezas más utilizadas muestra la separación entre la primera y la segunda etapa. Este metraje generalmente se atribuye erróneamente a la misión Apolo 11, cuando en realidad se filmó en los vuelos de Apolo 4 y Apolo 6 . [18]​ Una compilación de imágenes originales de la NASA muestra el descarte de la primera etapa (S-IC) y el periodo entre etapas, filmados desde la parte inferior de la segunda etapa (S-II), ambas del Apolo 4. Esto es seguido por imágenes de la separación de una segunda etapa S-IVB de la primera etapa de un Saturno IB . El brillo que se ve en las etapas desechadas se debe al escape de hidrógeno y oxígeno caliente e invisible de los motores J-2 utilizados por el S-II y S-IVB. El metraje también muestra las columnas más conspicuas de los motores de vacío sólidos mientras empujan el S-II lejos de la primera etapa antes de que se enciendan los motores S-II.

Imágenes de la Tierra

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Una Tierra creciente, fotografiada desde el Apolo 4

El módulo de comando contenía una cámara automática de 70 mm que capturaba fotografías de casi toda la Tierra. Durante un período de dos horas y trece minutos mientras la nave se acercaba y pasaba su apogeo, se tomaron un total de 755 imágenes en color a través de la ventana izquierda, en altitudes que iban desde las 7295 a 9769 millas náuticas (13 510,3 a 18 092,1 km) . Las fotografías no tenían la resolución suficiente para obtener datos científicos detallados, pero aún eran de interés geográfico, cartográfico, meteorológico, oceanográfico, geológico e hidrológico . [15]​

Ubicación de la nave espacial

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El módulo de comando se exhibe en el Centro de Ciencias INFINITY, en el Centro Espacial John C. Stennis de la NASA en Pearlington, Mississippi .

Referencias

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  1. ↑ Reynolds 2002, pp. 81–82
  2. ↑ Murray & Cox 1989, pp. 156–162
  3. ↑ Cadbury 2006, p. 274
  4. ↑ Neufeld 2007, pp. 388–389, 400
  5. ↑ Reynolds 2002, pp. 84–85
  6. ↑ «NASA Apollo Mission Apollo-1-- Phillips Report». nasa.gov. 
  7. ↑ a b Benson & Faherty 1978, CH19-3
  8. ↑ Giblin, Kelly A. (Spring 1998). «'Fire in the Cockpit!'». American Heritage of Invention & Technology (American Heritage Publishing) 13 (4). Archivado desde el original el November 20, 2008. Consultado el March 23, 2011. 
  9. ↑ «VAB Nears Completion». NASA History Program Office. NASA. Consultado el September 25, 2014. «The new name, it was felt, would more readily encompass future as well as current programs and would not be tied to the Saturn booster.» 
  10. ↑ Ertel, Ivan D.; Newkirk, Roland W. et al. (1969–1978). «Part 1 (H): Preparation for Flight, the Accident, and Investigation: March 16 through April 5, 1967». The Apollo Spacecraft: A Chronology IV. Washington, D.C.: NASA. OCLC 23818. NASA SP-4009. Consultado el March 3, 2011. 
  11. ↑ «Apollo 11 30th Anniversary: Manned Apollo Missions». NASA History Office. 1999. Archivado desde el original el February 20, 2011. Consultado el March 3, 2011. 
  12. ↑ Benson & Faherty 1978, CH19-5
  13. ↑ Benson & Faherty 1978, CH19-6
  14. ↑ Brinkley 2012
  15. ↑ a b Dornbach, John E. (February 1968). Analysis of Apollo AS-501 Mission Earth Photography (PDF). Houston, TX: Manned Spacecraft Center, NASA. NASA TM X-58015. Consultado el July 8, 2013. 
  16. ↑ «Command Module, Apollo 4». airandspace.si.edu. Consultado el July 19, 2020. 
  17. ↑ Pearlman, Robert Z. (October 31, 2017). «Apollo 4 Capsule From 1st Saturn V Launch Lands at Infinity Science Center». www.space.com. Consultado el July 19, 2020. 
  18. ↑ a b "Saturn V staging (Apollo 4)"

Enlaces externos

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