El vehículo objetivo Agena ( / ə ˈ dʒ iː n ə / ; ATV ), también conocido como vehículo objetivo Gemini-Agena ( GATV ), fue una nave espacial no tripulada utilizada por la NASA durante su programa Gemini para desarrollar y practicar técnicas de acoplamiento y encuentro espacial orbital. y para realizar grandes cambios orbitales , en preparación para las misiones lunares del programa Apolo . [1] La nave espacial se basó en el cohete de etapa superior Agena-D de Lockheed Aircraft , equipado con un objetivo de acoplamiento fabricado por McDonnell Aircraft . El nombre 'Agena' deriva de la estrella Beta Centauri , también conocida como Agena. La nave espacial combinada era un cilindro de 26 pies (7,92 m) de largo con un diámetro de 5 pies (1,52 m), colocado en órbita terrestre baja con el vehículo de lanzamiento Atlas-Agena . Llevaba alrededor de 14.000 libras (6.400 kg) de propulsor y gas en el lanzamiento, [2] y tenía una masa bruta en la inserción orbital de aproximadamente 7.200 libras (3.300 kg).
El ATV de Gemini 6 falló en su lanzamiento el 25 de octubre de 1965, lo que llevó a la NASA a desarrollar un respaldo: el Augmented Target Docking Adapter (ATDA), una nave espacial más pequeña que consta del objetivo de acoplamiento con un sistema de propulsión de control de actitud pero sin el orbital Agena. cambiar cohete. El ATDA se utilizó una vez en el Gemini 9A después de un segundo fallo en el lanzamiento del ATV el 17 de mayo de 1966, pero falló como objetivo de atraque porque su cubierta de lanzamiento no se separó.
Cada ATV constaba de una etapa superior de cohete derivada de Agena-D construida por Lockheed Aircraft y un adaptador de acoplamiento construido por McDonnell Aircraft . El Agena fue lanzado desde el Complejo de Lanzamiento 14 de Cabo Kennedy sobre un propulsor Atlas construido por la división Convair de General Dynamics . El primer incendio del Agena se produciría poco después de que el sudario se deshiciera y se separara del Atlas sobre el Océano Atlántico . Sobre la Isla Ascensión , una segunda combustión colocaría al Agena en una órbita circular baja. [1]
La nave espacial McDonnell Gemini sería lanzada desde el Complejo de Lanzamiento 19 , tan solo 90 minutos después. Ambas cuentas regresivas se desarrollarían en paralelo y requerían una estrecha sincronización. El Gemini se reuniría y acoplaría con el Agena tan pronto como la primera órbita del Gemini hacia el final del programa. [1] Richard F. Gordon, Jr. de Gemini 11 comparó el acoplamiento con el Agena con el reabastecimiento de combustible en el aire : [3]
Usted se alinea, tal vez a cinco o diez pies de distancia. Y si todo se ve bien y parece alineado con el cono de acoplamiento, todo lo que debe hacer es agregar un poco de empuje con el controlador traslacional . Y si parece que vas demasiado rápido, te despegas un poco con el controlador traslacional. Y al igual que volar en un reabastecimiento de combustible aéreo, hiciste todo esto solo con el viejo globo ocular Mark-VIII.
Una vez atracado, el astronauta en el asiento derecho podría controlar los propulsores y el motor de Agena. [3] Volarían la nave espacial combinada en modo estabilizado y realizarían una serie de experimentos:
Después de separarse de sus respectivas cápsulas Gemini, los vehículos objetivo de Agena continuaron ejecutando operaciones posteriores a la misión bajo control terrestre. Por ejemplo, GATV 5003, después de su separación de Gemini 8, se sometió a pruebas exhaustivas de sus sistemas. Su motor principal se encendió nueve veces y ejecutó 5.000 comandos, superando el requisito contractual de 1.000. Esto permitió una evaluación detallada de sus sistemas de mando y comunicación. El vehículo finalmente se colocó en una órbita de desintegración circular de 220 millas náuticas (410 km; 250 millas), lo que facilitó su observación durante la misión Gemini 10. [4] : 238–239 De manera similar, GATV 5005 realizó tres maniobras orbitales después de la separación de Gemini 10, incluidos ajustes para estudiar los efectos de la temperatura en diferentes órbitas y la ejecución de 1.700 comandos, algunos de los cuales fueron transmitidos desde Gemini 10. [4] : 252
El primer vehículo objetivo Gemini-Agena (GATV) se lanzó el 25 de octubre de 1965, mientras los astronautas del Gemini 6 esperaban en la plataforma. Si bien el Atlas funcionó con normalidad, el motor del Agena explotó durante la inyección orbital. Dado que el encuentro y el acoplamiento eran el objetivo principal, la misión Gemini 6 fue cancelada y reemplazada por la misión alternativa Gemini 6A , que se reunió (pero no pudo acoplarse) con Gemini 7 en diciembre.
Una investigación sobre la falla concluyó que lo más probable es que se debiera a modificaciones de diseño en el GATV en comparación con una etapa Agena D estándar. El Agena D fue diseñado para que su motor se reiniciara solo una vez, mientras que el GATV necesitaría reiniciarse cinco veces. Mientras que un Agena D estándar bombeaba oxidante a la cámara de combustión primero y luego seguía con el combustible, el GATV se modificó para hacer lo contrario porque el método de arranque normal tenía tendencia a perder oxidante. Si bien esto no sería un problema para el Agena D con su reinicio único, el GATV de reinicio múltiple eventualmente perdería todo su oxidante antes de que se pudiera completar la vida operativa de la etapa (que duraría semanas en lugar de horas). Desafortunadamente, bombear el combustible a la cámara de combustión primero provocó que el motor fallara y se rompiera por un choque mecánico. Se descubrió que los ingenieros de Lockheed no probaron adecuadamente el GATV para solucionar este problema (se había probado a una altitud simulada de 21 millas de altura cuando el arranque real del motor Agena se produciría a unas 75 millas de altura). La solución al problema fue volver al arranque normal del motor con primero oxidante y también probar el GATV en condiciones apropiadas. Bell Aerosystems, el fabricante del motor de Agena, también recibió instrucciones de realizar más pruebas a nivel del suelo.
Después del fracaso del primer GATV, la NASA encargó a McDonnell que desarrollara un objetivo de acoplamiento de respaldo sin el cohete Lockheed Agena, el Augmented Target Docking Adapter [5] (ATDA). Éste consistía en el collar de atraque Gemini y un sistema de propulsión de control de actitud basado en el sistema de control de reentrada Gemini. El ATDA tenía 3,3 m (10,9 pies) de largo y una masa de 794 kg (1750 libras). [6] Se plantearon algunas preguntas sobre la compatibilidad del ATDA con el propulsor Atlas, ya que tenía una masa mucho menor que el GATV, lo que potencialmente alteraba la aerodinámica y la configuración calibrada del vehículo de lanzamiento. Sin embargo, Convair aseguró a McDonnell que no plantearía problemas técnicos con el refuerzo.
Un segundo lanzamiento fallido de GATV ocurrió el 17 de mayo de 1966, cuando los astronautas de Gemini 9, Tom Stafford y Eugene Cernan, estaban sentados en su plataforma esperando el lanzamiento. El Atlas-Agena se elevó suavemente hacia un cielo nublado y desapareció de la vista alrededor de T+50 segundos. Poco antes del corte del propulsor (BECO), el oficial de control de guía anunció que había perdido contacto con el propulsor.
La telemetría indicó que la puesta en escena de Agena se había llevado a cabo según lo previsto en T+300 segundos. El Agena continuó transmitiendo señales hasta T+436 segundos, cuando cesó toda la telemetría. Escondido detrás de las nubes, el motor B-2 del Atlas giró con fuerza hacia la derecha a partir de T+120 segundos y permaneció fijo en esa posición, girando el vehículo de lanzamiento 216° y enviándolo de regreso hacia Cabo Kennedy. Esta rotación había hecho imposible fijar la guía terrestre. Las estaciones de radar en las Bahamas lo rastrearon en dirección norte y descendiendo. La estabilidad del vehículo se recuperó gradualmente después de BECO, sin embargo, se había inclinado aproximadamente 231° con respecto a su trayectoria de vuelo prevista. Ambos vehículos se sumergieron en el Océano Atlántico a 107 millas náuticas (198 km) de distancia. El motor del Agena no se activó porque no se había alcanzado la altitud y velocidad adecuadas, impidiendo que el sistema de guía enviara la orden de arranque. Si bien no se encontró la causa exacta de la pérdida de control del cardán del motor, la telemetría indicó que se produjo un cortocircuito a tierra en el circuito de la señal de comando de salida del servoamplificador, que pudo haber sido causado por una fuga criogénica en la sección de empuje. Esta teoría se sustentaba en temperaturas anormalmente bajas de la sección de empuje a partir de T+65 segundos. No se identificó la fuente de la fuga criogénica. La pérdida del bloqueo en tierra impidió que las señales normales de corte del motor se transmitieran al Atlas; BECO fue generado por el acelerómetro de respaldo de preparación, SECO en T+273 segundos debido al agotamiento de LOX, y VECO y Agena a partir de un comando de respaldo generado por el programador de misiles. Aparte del sistema de control de vuelo, todos los sistemas del Atlas funcionaron correctamente. [7] [8]
Si bien Convair aceptó la responsabilidad por la falla del lanzamiento, los ingenieros de Lockheed expresaron su preocupación por los datos de telemetría que indicaban una falla del servo en el Agena, lo que generó dudas sobre si la etapa aún habría funcionado correctamente si el Atlas no hubiera fallado. Sin embargo, la verdadera causa del fallo salió a la luz cuando la Fuerza Aérea publicó una película tomada con cámaras de seguimiento en Melbourne Beach, Florida, que mostraba al Atlas inclinándose y dirigiéndose hacia abajo. Luego se determinó que el mal funcionamiento del servo del Agena se debía al paso por el rastro de escape ionizado del Atlas.
El lanzamiento de la misión modificada Gemini 9A fue reprogramado para el 1 de junio de 1966, utilizando el ATDA. Sin embargo, la cubierta que protegía el adaptador de acoplamiento durante el lanzamiento no se separó debido a que los cordones estaban incorrectamente asegurados con cinta adhesiva. Gemini 9A se lanzó el 3 de junio y, cuando estaba en órbita, la tripulación observó que la cubierta del ATDA se había abierto parcialmente y Stafford lo describió como "parece un caimán enojado". El atraque no fue posible, pero en su lugar se practicó la maniobra de encuentro. [9] [10]
El acoplamiento de Gemini 8 con Agena se mostró en el episodio 1 "¿Podemos hacer esto?", de la miniserie de HBO de 1998 De la Tierra a la Luna , y en la película biográfica de Neil Armstrong de 2018, El primer hombre .
El acoplamiento de Gemini 8 con Agena aparece en el corto dramático de ciencia ficción DARKSIDE producido por nrgpix como entrada al festival de cine de ciencia ficción de Londres 2020.
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