El Apolo 6 (4 de abril de 1968), también conocido como AS-502 , fue el tercer y último vuelo no tripulado del Programa Apolo de Estados Unidos y la segunda prueba del vehículo de lanzamiento Saturno V. Calificó al Saturn V para su uso en misiones tripuladas y se utilizó a partir del Apolo 8 en diciembre de 1968.
El Apolo 6 tenía como objetivo demostrar la capacidad de la tercera etapa del Saturno V, el S-IVB , para impulsarse a sí mismo y a la nave espacial Apolo a distancias lunares. Sus componentes comenzaron a llegar al Centro Espacial Kennedy a principios de 1967. Las pruebas se desarrollaron lentamente, a menudo retrasadas por las pruebas del Saturn V destinado al Apolo 4 , el lanzamiento inaugural del Saturn V. Después de esa misión sin tripulación lanzada en noviembre de 1967, hubo menos retrasos, pero suficientes para que el vuelo se pospusiera de marzo a abril de 1968.
El plan de vuelo preveía una inyección translunar seguida de un aborto de retorno directo utilizando el motor principal del módulo de servicio , con una duración total de vuelo de unas 10 horas. En cambio, las vibraciones dañaron algunos de los motores Rocketdyne J-2 en la segunda y tercera etapas al romper las líneas de combustible internas, lo que provocó que el motor de la segunda etapa se apagara antes de tiempo. Un motor adicional de segunda etapa se apagó antes de tiempo debido a un cableado cruzado con el otro motor apagado. El sistema de guía a bordo del vehículo lo compensó con una combustión más prolongada de la segunda y tercera etapa, aunque la órbita de estacionamiento resultante fue más elíptica de lo planeado. El motor de tercera etapa dañado no pudo arrancar para la inyección translunar. Los controladores de vuelo optaron por repetir el perfil de vuelo de la prueba anterior del Apolo 4, logrando una órbita alta y un retorno a alta velocidad. A pesar de las fallas del motor, el vuelo proporcionó a la NASA suficiente confianza para utilizar el Saturn V para lanzamientos tripulados; Se canceló un posible tercer vuelo sin tripulación.
El Apolo 6, el segundo vuelo de prueba del vehículo de lanzamiento Saturn V , tenía como objetivo enviar un módulo de comando y servicio (CSM) más un artículo de prueba lunar (LTA), un módulo lunar simulado (LM) con sensores de vibración estructurales montados, a un trayectoria translunar , con el impulso desde la órbita a la velocidad translunar impulsado por la tercera etapa del Saturn V, el S-IVB . Esa trayectoria, aunque pasaría más allá de la órbita de la Luna, no la encontraría. El CSM se separaría del S-IVB poco después de la quema, y el motor SM se dispararía para frenar la nave, bajando su apogeo a 22.204 kilómetros (11.989 millas náuticas) y provocando que el CSM regresara a la Tierra, simulando un "directo". -regresar"abortar. En el tramo de regreso, el motor debía encenderse una vez más para acelerar la nave y simular las condiciones que encontraría la nave espacial Apolo en su regreso de la Luna, con un ángulo de reentrada de -6,5 grados y una velocidad de 11.100 metros por segundo ( 36.500 pies/s). La misión completa iba a durar unas 10 horas. [1] [2] [3]
La misión tenía como objetivo probar la capacidad del vehículo de lanzamiento Saturn V para enviar toda la nave espacial Apolo a la Luna; en particular, probar las tensiones en el LM y los modos de vibración de todo el Saturn V con cargas casi completas. [4] Una vez que la nave espacial había sido calificada para vuelos tripulados a través de la misión Apolo 4 (el primer vuelo del Saturn V), la atención se centró en calificar completamente el vehículo de lanzamiento. La finalización nominal de los eventos planificados de la misión hasta el logro de la órbita de estacionamiento inicial y el reinicio del S-IVB para impulsar el vehículo espacial hacia la distancia planificada, más allá de la órbita de la Luna, se consideró suficiente para cumplir los principales objetivos del Apolo 6. [5]
El vehículo de lanzamiento del Apolo 6 fue designado AS-502, el segundo Saturn V con capacidad de vuelo. Su carga útil incluía el CSM-020, un CSM del Bloque I que tenía algunas modificaciones del Bloque II. El CSM del Bloque I no tenía la capacidad de acoplarse a un módulo lunar, como sí lo tenía el Bloque II. [6] Entre las modificaciones al CSM-020 se encontraba una nueva escotilla para la tripulación, destinada a ser probada en condiciones de retorno lunar. [7] Esta nueva escotilla reemplazó a la que fue condenada por la junta de investigación del Apolo 1 por ser demasiado difícil de abrir en caso de emergencia, circunstancias que habían contribuido a la muerte de tres astronautas en el incendio del Apolo 1 el 27 de enero de 1967. [ 8] El módulo de comando utilizado fue CM-020; llevaba un programador de misión y otros equipos para permitir su operación remota. [9] [10]
El módulo de servicio utilizado fue SM-014; el SM originalmente planeado para el Apolo 6, SM-020, se usó para el Apolo 4 después de que su SM, SM-017, resultó dañado en una explosión y tuvo que ser desechado. [10] CM-014 no estaba disponible para volar ya que se estaba utilizando para ayudar en la investigación del Apolo 1. [11] No todos los sistemas SM fueron activados para la corta misión Apolo 6: los radiadores para eliminar el exceso de calor del sistema de energía eléctrica y el sistema de control ambiental no estaban conectados. [12]
Kenneth S. Kleinknecht , gerente del Módulo de Comando y Servicio en el Centro de Vuelos Espaciales Tripulados en Houston, estaba satisfecho con el CSM-020 cuando llegó al Centro Espacial Kennedy procedente de North American Aviation , el fabricante, aunque estaba molesto porque llegó envuelto en mylar inflamable . En contraste con el desafortunado CSM del Apolo 1, que llegó con cientos de problemas sin resolver, el CSM-020 tenía sólo 23, en su mayoría problemas rutinarios. [13]
También voló en el Apolo 6 un artículo de prueba lunar: un módulo lunar simulado, designado como LTA-2R. Incluía una etapa de descenso tipo vuelo sin tren de aterrizaje, sus tanques de combustible llenos con una mezcla de agua y glicol y freón en sus tanques de oxidante. Al no contener sistemas de vuelo, su etapa de ascenso estaba hecha de aluminio con balasto y equipada para mostrar vibración, acústica e integridad estructural. El LTA-2R permaneció dentro del adaptador del módulo lunar-nave espacial, numerado SLA-9, durante todo el vuelo. [14] [15]
La primera etapa del S-IC llegó en barcaza el 13 de marzo de 1967 y se instaló en el Edificio de Ensamblaje de Vehículos (VAB) cuatro días después; la tercera etapa del S-IVB y la computadora de la Unidad de Instrumentos llegaron el 17 de marzo. La segunda etapa del S-II aún no estaba lista, por lo que el espaciador en forma de mancuerna, utilizado en la preparación para el Apolo 4 (que también tenía un S-II retrasado) , fue sustituido para que pudieran continuar las pruebas. El espaciador tenía la misma altura y masa que el S-II junto con todas las conexiones eléctricas. El S-II llegó el 24 de mayo y fue apilado y acoplado al cohete el 7 de julio. [16]
El Apollo 6 vio el primer uso del High Bay 3 del VAB y rápidamente se descubrió que sus instalaciones de aire acondicionado eran inadecuadas. Se trajeron unidades portátiles de alta capacidad para mantener frescos los equipos y los trabajadores. Hubo retrasos en abril debido a que el personal y el equipo estaban ocupados con el Apolo 4 y no estaban disponibles para las pruebas del Apolo 6. La segunda etapa del S-II llegó el 25 de mayo y se instaló en uno de los compartimentos bajos del VAB, pero se trabaja en el Apolo 6. Continuó estando plagado de retrasos, muchos de ellos ocasionados por el trabajo en el Apolo 4. El vehículo se instaló en el Lanzador de Servicio Móvil 2, pero el trabajo en los brazos del lanzador, que se inclinarían hacia atrás en el lanzamiento, avanzó lentamente. También tardó en llegar el propio MSC; la llegada prevista para finales de septiembre se retrasó dos meses. [dieciséis]
Después del lanzamiento del Apolo 4 el 9 de noviembre de 1967, el ritmo del proyecto Apolo 6 se aceleró, pero persistieron muchos problemas con el hardware de vuelo. El CSM se erigió encima del vehículo de lanzamiento el 11 de diciembre de 1967, y la pila de la nave espacial se desplegó hasta el Complejo de Lanzamiento 39A el 6 de febrero de 1968. [17] El lanzamiento duró todo un día y gran parte del mismo se llevó a cabo en condiciones pesadas. lluvia. Debido a que el transportador de orugas tuvo que detenerse durante dos horas debido a que fallaron las comunicaciones, el vehículo no llegó a la plataforma de lanzamiento hasta que oscureció. La estructura del servicio móvil no pudo trasladarse a la plataforma de lanzamiento durante dos días debido a los fuertes vientos. [18] [16]
La prueba de preparación para el vuelo concluyó el 8 de marzo de 1968, y en una revisión realizada tres días después, se autorizó el lanzamiento del Apolo 6 dependiendo de la finalización exitosa de las pruebas y de algunos elementos de acción identificados en la reunión. El lanzamiento estaba previsto para el 28 de marzo de 1968, pero se pospuso hasta el 1 de abril y luego el 3 de abril después de problemas con algunos equipos del sistema de guía y con el abastecimiento de combustible. La prueba de demostración de cuenta regresiva comenzó el 24 de marzo; aunque se completó en una semana, el lanzamiento tuvo que posponerse una vez más. El 3 de abril comenzó la cuenta atrás final con el despegue previsto para el día siguiente. [16] Todos los problemas posteriores se solucionaron durante las pausas incorporadas en la cuenta regresiva y no retrasaron la misión. [7]
El Apolo 6 se lanzó desde el Complejo de Lanzamiento 39A en el Centro Espacial Kennedy el 4 de abril de 1968 a las 7:00 am (1200 UT). Durante los primeros dos minutos, el vehículo de lanzamiento Saturn V se comportó con normalidad. Luego, mientras la primera etapa S-IC del Saturn V ardía, las oscilaciones de pogo sacudieron el vehículo. Las variaciones de empuje hicieron que el Saturn V experimentara una fuerza g de ±0,6 g (5,9 m/s 2 ), aunque sólo había sido diseñado para un máximo de 0,25 g (2,5 m/s 2 ). El vehículo no sufrió ningún daño, salvo la pérdida de uno de los paneles del Adaptador de Módulo Lunar-Nave (SLA). [19]
El administrador asociado de la NASA para vuelos espaciales tripulados, George Mueller, explicó la causa en una audiencia en el Congreso:
Pogo surge fundamentalmente porque tienes fluctuaciones de empuje en los motores. Esas son características normales de los motores. Todos los motores tienen lo que podríamos llamar ruido en su potencia porque la combustión no es del todo uniforme, por lo que esta fluctuación en el empuje de la primera etapa es una característica normal de todo motor encendido.
Ahora, a su vez, el motor se alimenta a través de una tubería que saca el combustible de los tanques y lo introduce en el motor. La longitud de ese tubo es algo así como el tubo de un órgano, por lo que tiene una cierta frecuencia de resonancia propia y realmente resulta que oscilará tal como lo hace un tubo de órgano.
La estructura del vehículo es muy parecida a un diapasón, por lo que si lo golpeas correctamente, oscilará hacia arriba y hacia abajo longitudinalmente. En un sentido amplio, es la interacción entre las distintas frecuencias lo que hace que el vehículo oscile. [20]
Después de que la primera etapa fuera desechada, la segunda etapa del S-II comenzó a experimentar problemas con sus motores J-2 . El motor número dos tuvo problemas de rendimiento a partir de los 225 segundos después del despegue, empeorando abruptamente a T+319 segundos. A los T+412 segundos, la unidad de instrumentos lo apagó por completo y, dos segundos después, el motor número tres también se apagó. [2] La falla estaba en el motor dos, pero debido a una conexión cruzada de cables, el comando de la Unidad de Instrumentos también apagó el motor tres, que había estado funcionando normalmente. [21] La unidad de instrumentos pudo compensar y los tres motores restantes ardieron durante 58 segundos más de lo planeado. La tercera etapa del S-IVB también tuvo que funcionar durante 29 segundos más de lo habitual. El S-IVB también experimentó una ligera pérdida de rendimiento. [2]
Debido al lanzamiento inferior al nominal, el CSM y el S-IVB se insertaron en una órbita de estacionamiento de 173,14 kilómetros (93,49 millas náuticas) por 360,10 kilómetros (194,44 millas náuticas), en lugar de la circular planificada de 190 kilómetros (100 millas náuticas). órbita de estacionamiento. [2] Esta desviación del plan de vuelo no impidió continuar la misión. [22] Durante la primera órbita, el S-IVB maniobró, cambiando su actitud hacia el horizonte para calificar técnicas que los futuros astronautas podrían usar en el seguimiento de puntos de referencia. Luego, después de las dos órbitas estándar para evaluar la preparación del vehículo para la inyección translunar (TLI), se ordenó al S-IVB que se reiniciara, pero no lo hizo. [23]
Al decidirse por una misión alternativa planificada previamente, [24] el director de vuelo , Clifford E. Charlesworth y su equipo en Control de Misión optaron por utilizar el motor del Sistema de Propulsión de Servicio (SPS) del SM para elevar la nave espacial a una órbita con un alto apogeo ( punto de mayor distancia de la Tierra), con un perigeo bajo que resultaría en el reingreso, [3] como se había hecho en el Apolo 4. Este plan completaría algunos de los objetivos de la misión. El motor SPS ardió durante 442 segundos para llegar al apogeo previsto de 22.204 kilómetros (11.989 millas náuticas). Sin embargo, ahora no había suficiente propulsor para acelerar el reingreso a la atmósfera con un segundo encendido del motor SPS, y la nave espacial sólo entró en la atmósfera a una velocidad de 10.000 metros por segundo (33.000 pies/s) en lugar de los 11.000 metros por segundo previstos. segundo (37.000 pies/s) que simularía un retorno lunar. [25] Mientras estaba a gran altura, el CM pudo devolver datos sobre hasta qué punto los futuros astronautas estarían protegidos de los cinturones de Van Allen por la piel de la nave espacial. [24]
Diez horas después del lanzamiento, el CM aterrizó a 80 kilómetros (43 millas náuticas) del punto de aterrizaje previsto en el Océano Pacífico norte, al norte de Hawái , y fue elevado a bordo del USS Okinawa . [25] El SM fue desechado justo antes de alcanzar la atmósfera y se quemó. [26] La órbita del S-IVB decayó gradualmente y volvió a entrar en la atmósfera el 26 de abril de 1968. [27]
En una conferencia de prensa posterior al lanzamiento, el director del programa Apolo, Samuel C. Phillips , dijo que "no hay duda de que no es una misión perfecta", pero que el lanzamiento del vehículo de lanzamiento a la órbita a pesar de la pérdida de dos motores fue "un importante logro no planificado". . [20] Mueller calificó el Apolo 6 como "un buen trabajo en todos los aspectos, un lanzamiento excelente y, en conjunto, una misión exitosa... y hemos aprendido mucho", pero luego afirmó que el Apolo 6 "tendrá que definirse". como un fracaso". [20]
Era bien conocido el fenómeno del pogo, experimentado durante la primera etapa del vuelo. Sin embargo, la NASA pensó que el Saturno V había sido "desintonizado", es decir, se le había impedido vibrar en sus frecuencias naturales. Poco después del vuelo del Apolo 6, la NASA y sus contratistas intentaron eliminar los problemas para vuelos futuros, y alrededor de 1.000 ingenieros gubernamentales y de la industria trabajaron en el problema. Para amortiguar las oscilaciones de presión en los motores F-1 y J-2, poco antes del despegue, las cavidades de las válvulas que conducen a ellos se llenaron con gas helio como amortiguador. [20]
Los problemas con el S-II y el S-IVB se remontaron a los motores J-2, presentes en ambas etapas. Las pruebas demostraron que las líneas de propulsor que conducen a los encendedores de chispa podrían fallar en condiciones de baja presión atmosférica o en el vacío. Las líneas de propulsor tenían fuelles metálicos para permitir la expansión térmica. En las pruebas en tierra, los propulsores fríos que pasan a través de las líneas de propulsor formarían una capa de escarcha en la línea LOX y aire líquido en la línea LH 2 , amortiguando cualquier vibración. En el vacío del espacio, no existía tal protección: los fuelles vibraban rápidamente y fallaban en el flujo máximo, provocando que las líneas de propulsión se quemaran. Los fuelles fueron reemplazados por curvas rígidas y las líneas se reforzaron. [28] A raíz del Apolo 6, los ingenieros de la NASA debatieron si debían configurar el sistema de detección de emergencia de la nave espacial para que abortara automáticamente en caso de un pogo excesivo; A este plan se opuso el director de operaciones de la tripulación de vuelo, Deke Slayton . En cambio, se comenzó a trabajar para tener un "sensor de aborto de pogo" que permitiera a la tripulación de vuelo juzgar si debía abortar, pero en agosto de 1968, quedó claro que se podía tratar con pogo sin dicho sensor, y se abandonó el trabajo en él. [6] [28]
El problema del SLA fue causado por su estructura alveolar. A medida que el cohete aceleraba a través de la atmósfera, las células se expandieron debido al aire y el agua atrapados, lo que provocó que la superficie del adaptador se liberara. En respuesta, los ingenieros perforaron pequeños agujeros en la superficie para permitir que los gases atrapados se disiparan y colocaron una fina capa de corcho en el adaptador para ayudar a absorber la humedad. [29]
Los esfuerzos de la NASA fueron suficientes para satisfacer al Comité Senatorial de Ciencias Aeronáuticas y Espaciales . A finales de abril, el comité informó que la agencia había analizado y diagnosticado rápidamente las anomalías del Apolo 6 y había tomado medidas correctivas. [20] Después de un análisis detallado del rendimiento del Saturn V y de las soluciones para futuros vehículos de lanzamiento, los ingenieros del Centro Marshall de Vuelos Espaciales en Alabama concluyeron que un tercer vuelo de prueba sin tripulación del Saturn V era innecesario. Por lo tanto, el próximo Saturn V en volar, el Apolo 8 , llevaría una tripulación ( el Apolo 7 , la primera misión Apolo tripulada en volar, sería lanzada por un Saturn IB ). [3] [30]
Después de la misión, el CM-020 fue trasladado al Instituto Smithsonian . [10] El módulo de comando del Apolo 6 está en exhibición en el Centro de Ciencias Fernbank en Atlanta , Georgia . [31]
El Saturn V tenía varias cámaras colocadas, destinadas a ser expulsadas y luego recuperadas. Tres de las cuatro cámaras a bordo del S-IC no lograron expulsarse y, por lo tanto, fueron destruidas, y sólo se recuperó una de las dos cámaras del S-II. [32] Dos de estas cámaras estaban destinadas a filmar la separación S-IC/S-II y las otras dos estaban destinadas a filmar el tanque de oxígeno líquido; el que fue recuperado había filmado la separación. La falla en la expulsión se atribuyó a la falta de presión de nitrógeno en las botellas que debían causar la expulsión. [21] El módulo de comando llevaba una cámara cinematográfica, destinada a ser activada durante el lanzamiento y durante el reingreso. Debido a que la misión duró unos diez minutos más de lo planeado, no se filmaron los eventos de reingreso. [33]
Una cámara fija de 70 mm operada en el CM durante parte de la misión, apuntaba a la Tierra a través de la ventana de la escotilla. [33] La cobertura incluyó partes de los Estados Unidos, el Océano Atlántico, África y el Océano Pacífico occidental. La cámara tenía una combinación de filtro y película que penetra la neblina, con un mejor equilibrio de color y una resolución más alta que las fotografías tomadas en misiones tripuladas estadounidenses anteriores. [3] Estos resultaron excelentes para estudios cartográficos, topográficos y geográficos. [25]
Hubo poca cobertura de prensa sobre la misión Apolo 6, principalmente porque el mismo día del lanzamiento, Martin Luther King Jr. fue asesinado en Memphis , y el presidente Lyndon B. Johnson había anunciado que no buscaría la reelección sólo cuatro días antes. [3] [34]
