El Apolo 5 (lanzado el 22 de enero de 1968), también conocido como AS-204 , fue el primer vuelo sin tripulación del Módulo Lunar (LM) Apolo que posteriormente llevaría astronautas a la superficie de la Luna. El cohete Saturno IB que transportaba el LM despegó de 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 originalmente planificada.
Al igual que el Apolo 4 , este vuelo sufrió un gran retraso, debido en parte a los contratiempos en el desarrollo del módulo lunar, fabricado por Grumman Aircraft . El cohete Saturno IB original que debía llevar al primer módulo lunar (LM-1) al espacio fue derribado 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. El LM-1 llegó al Centro Espacial Kennedy en junio de 1967; los meses siguientes se dedicaron a probar y colocar el módulo lunar sobre el Saturno IB. Tras los últimos retrasos debidos a problemas con el equipo, la cuenta atrás comenzó el 21 de enero de 1968 y el vehículo espacial fue lanzado al día siguiente.
Una vez que la nave alcanzó la órbita y el módulo lunar se separó del cohete S-IVB , comenzó el programa de pruebas orbitales, pero el encendido planificado se canceló automáticamente cuando la computadora de guía Apollo detectó que la nave no iba tan rápido como estaba planeado. El director de vuelo Gene Kranz y su equipo en el Centro de Control de Misiones en Houston decidieron rápidamente realizar una misión alternativa, durante la cual se cumplieron los objetivos de la misión de probar el módulo lunar. La misión tuvo tanto éxito que se canceló una segunda misión sin tripulación para probar el módulo lunar, lo que adelantó los planes de la NASA de llevar un astronauta a la Luna a fines de la década de 1960.
En 1961, el presidente de los Estados Unidos, John F. Kennedy, desafió a los Estados Unidos a aterrizar un astronauta en la Luna antes de finales de la década, con un regreso seguro a la Tierra. [3] Después de un considerable debate, 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 órbita lunar en el que la nave espacial Apolo completa sería impulsada hacia la órbita lunar por la tercera etapa del vehículo de lanzamiento Saturno V (llamada S-IVB ). Una vez en órbita lunar, los astronautas que aterrizaran en la Luna ingresarían en lo que entonces se llamaba el módulo de excursión lunar (LEM) (más tarde 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 se volverían a acoplar con el CSM. Una vez que la tripulación volviera a ingresar al CSM, descartarían el módulo lunar y regresarían a la Tierra en el CSM. [4] En 1962, la NASA invitó a once empresas a presentar ofertas para la construcción del módulo lunar. El 7 de noviembre de 1962, la NASA anunció que había adjudicado el contrato a Grumman en Bethpage, Nueva York . [5]
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 director del programa Apolo, el mayor general Samuel C. Phillips, había esperado originalmente 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 pidió a Grumman que entregara el LM-1 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 todavía era incierta cuando el AS-206, el vehículo de lanzamiento Saturno IB planeado para impulsar el 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 el Apolo 1, AS-204, fue trasladado del Complejo de Lanzamiento 34 al Complejo de Lanzamiento 37 y reemplazó al AS-206. [6] Esto se hizo porque el AS-204 era el último Saturno IB 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. [7] [a]
Como todavía no había ningún LM disponible, Grumman construyó una maqueta de madera contrachapada de uno en el Complejo de Lanzamiento 37 para ayudar en la verificación de las instalaciones. [9] El 12 de mayo de 1967, el director de naves espaciales del programa Apolo, George M. Low, informó a la sede de la NASA que Grumman se había comprometido a entregar el LM-1 el 28 de junio, aunque Low señaló que el objetivo sería difícil de cumplir. [10] El 23 de junio, el LM-1 llegó a Cabo Kennedy a bordo del Super Guppy de Aero Spacelines ; las etapas se acoplaron entre sí cuatro días después. [9] [11] Un equipo de 400 personas bajo el mando de John J. Williams, un veterano de las operaciones de lanzamiento tanto de Mercury como de Gemini , verificó que el LM-1 cumpliera con las especificaciones, después de lo cual supervisaron a los técnicos de Grumman, que probaron y modificaron el vehículo. [11] Debido a fugas en la etapa de ascenso del módulo lunar, las dos etapas se desacoplaron en agosto y, después de que se repararon y se acoplaron nuevamente, se produjo otra fuga y las etapas se desacoplaron nuevamente en septiembre. Durante este tiempo, Grumman retiró varias piezas de equipo para su reparación; las etapas se acoplaron nuevamente en octubre. [9]
El 6 de septiembre de 1967, el Apolo 5 iba unos 39 días por detrás del plan establecido el 18 de julio, pero se estaban solucionando todos los problemas conocidos, con la excepción de algunas fugas del sistema de propulsión. [12] La mayoría de los documentos de la misión estaban listos a finales 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. Fallos menores, como filtros obstruidos, provocaron algunos retrasos adicionales. La prueba de demostración de cuenta regresiva concluyó el 19 de enero y una cuenta regresiva abreviada de 22 horas comenzó el 21 de enero. [13] [14]
El Apolo 5 tenía como objetivo verificar el funcionamiento de los subsistemas del módulo lunar. Durante el vuelo, se encenderían los motores de ascenso y descenso. Se llevaría a cabo una prueba de " fuego en el agujero " para verificar que la etapa de ascenso todavía podía funcionar mientras estaba acoplada a la etapa de descenso, un procedimiento que se utilizaría en la superficie lunar y en caso de un aterrizaje lunar abortado. Implicaba apagar la etapa de descenso, cambiar el control y la energía a la etapa de ascenso y encender el motor de ascenso mientras las dos etapas todavía estaban acopladas. El término "fuego en el agujero" deriva de un término utilizado en minería cuando se van a utilizar explosivos. [13] [15] [16] Se realizaron pruebas adicionales para verificar que los motores del módulo lunar pudieran reiniciarse después del uso inicial. [17] Además de probar los sistemas del módulo lunar, el Apolo 5 debía probar la unidad de instrumentos en su configuración Saturno V. [9]
Se esperaba que la etapa de ascenso del LM-1 permaneciera en órbita durante unos dos años antes de reingresar a la atmósfera y desintegrarse, y la etapa de descenso durante unas tres semanas. [18]
El Apolo 5 fue lanzado a órbita por el Saturno IB, designado SA-204R, que había sido asignado al Apolo 1. Originalmente llevado a Cabo Kennedy en agosto de 1966, había sobrevivido al incendio ileso, habiendo sido inspeccionado después del incendio para detectar corrosión u otros daños. [9] [11] [19] El peso de ignición del vehículo de lanzamiento, incluida la nave espacial y el propulsor, fue de 589.413 kilogramos (1.299.434 libras). [20]
El vehículo espacial para esta misión tenía 55 metros (180 pies) de altura, pero tenía una apariencia rechoncha, ya que no tenía un CSM ni un sistema de escape de lanzamiento. En cambio, el LM estaba alojado dentro del adaptador de módulo lunar (SLA) de la nave espacial en la parte superior de la pila del vehículo. [11] El SLA, numerado como SLA-7, [21] estaba justo debajo de la tapa del morro en la pila, y tenía cuatro paneles que se abrirían una vez que la tapa del morro fuera arrojada en órbita, lo que permitía que la cámara del LM se separara y se alejara. [22]
El LM, denominado LM-1, fue el primer módulo lunar de la misión Apolo listo para volar. Para ahorrar peso y porque no sería necesario durante la misión de prueba, el LM-1 no tenía patas de aterrizaje. [23]
Después de que una de las ventanas del LM-5 (que volaría en el Apolo 11 ) se rompiera durante una prueba 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 en vuelo. [24] Dado que no habría astronautas a bordo, se instaló un programador de misión en el LM-1, que podía controlar la nave de forma remota. [25] No todos los sistemas del LM-1 estaban completamente activados ni se le dio una carga completa de consumibles: por ejemplo, sus baterías primarias se descargaron parcialmente para evitar complicaciones de sobretensión, y los tanques de oxígeno para los sistemas de control ambiental estaban solo parcialmente llenos. [26]
El 22 de enero de 1968, el Apolo 5 despegó del complejo de lanzamiento 37B en la estación de la Fuerza Aérea de Cabo Kennedy [23] a las 17:48:08 hora estándar del este (22:48:08 UTC). [9] El Saturno IB funcionó perfectamente, insertando la segunda etapa y el módulo lunar en una órbita de 88 por 120 millas náuticas (163 por 222 km). [1] [b] El cono de la nariz fue desechado y, después de una marcha en vacío de 43 minutos y 52 segundos, el módulo lunar se separó de su adaptador, en una órbita de 90 por 120 millas náuticas (167 por 222 km). [1]
Después de dos órbitas, se inició el primer encendido planeado del motor de descenso de 39 segundos, pero esto fue abortado después de solo cuatro segundos por la computadora de guía Apollo , que detectó que la nave espacial no iba tan rápido como se esperaba. Esto sucedió porque se sospechó 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 provocó 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 de la nave. Si esto hubiera ocurrido en una misión tripulada, los astronautas habrían podido analizar la situación y decidir si el motor debía reiniciarse. [13] [27]
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Gene Kranz fue el director de vuelo del Apolo 5. [16] El Centro de Control de Misión, bajo el mando de Kranz, decidió llevar a cabo las pruebas de los motores y de "fuego en el agujero" bajo control manual. Hubo problemas de comunicación con la nave espacial y omitir estas pruebas habría significado que la misión hubiera sido un fracaso. A pesar de esto, el equipo de Kranz logró realizar todas las pruebas. [28] La etapa de ascenso perdió el control ocho horas después de que se completaran las pruebas de los motores, debido a un problema con el sistema de guía. [29]
Las etapas se dejaron en una órbita lo suficientemente baja como para que la fricción atmosférica hiciera que sus órbitas se desintegraran 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 . [30] [31] Las simulaciones mostraron que la etapa S-IVB del vehículo de lanzamiento (1968-007B) volvió a entrar aproximadamente a las 15,5 horas de vuelo. [32]
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 un buen equipo; se debió al hecho de que teníamos equipos de control de vuelo excepcionales bajo el hábil liderazgo de Gene Kranz". [23] A pesar de los problemas durante la quema 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 el LM-2 . [32] El primer vuelo tripulado del LM tuvo lugar en la Apolo 9 en marzo de 1969. [33]
