El estudio de viabilidad de la nave espacial Apolo fue realizado por la NASA desde julio de 1960 hasta mayo de 1961 para investigar los diseños preliminares de una nave espacial tripulada posterior al Proyecto Mercury que se utilizaría para posibles misiones de estación espacial , circunlunar, orbital lunar o de aterrizaje tripulado en la Luna. Se adjudicaron contratos de estudio de seis meses por 250.000 dólares a General Dynamics/Convair , General Electric y Glenn L. Martin Company . Mientras tanto, la NASA llevó a cabo su propio estudio de diseño interno dirigido por Maxime Faget , concebido como un indicador de las propuestas de los competidores. Las tres empresas gastaron distintas cantidades de su propio dinero por encima de los 250.000 dólares para producir diseños que incluían un módulo de reentrada separado de la cabina del módulo de misión y un módulo de propulsión y equipamiento .
Una semana después de la presentación de los diseños de los contratistas, el presidente John F. Kennedy comprometió a la NASA a un aterrizaje lunar tripulado, lo que dio al programa Apolo un enfoque inmediato y crítico. La NASA decidió descartar los diseños de estudio y la cabina del módulo de misión, y basó el diseño de la misión de aterrizaje lunar en el diseño interno de Faget, con un módulo de mando en forma de cono , apoyado por un módulo de servicio cilíndrico que contenía propulsión de retorno y equipo de apoyo. Este sería llevado a la superficie lunar por un módulo de propulsión de aterrizaje aún por definir. La NASA lanzó entonces otro concurso para el contrato de adquisición del módulo de mando/servicio.
En diciembre de 1961, GE presentó públicamente su diseño de estudio de viabilidad a la Sociedad Astronáutica Americana . Se han observado similitudes en el diseño básico del módulo de misión-mando-propulsión con la nave espacial Soyuz de la Unión Soviética diseñada por Sergei Korolev y Vasily Mishin . Se ha especulado que Korolev y Mishin podrían haber incorporado elementos de diseño de GE en los diseños existentes de OKB-1 Sever (1959-1962) [1] que finalmente se convirtieron en la cancelada Soyuz-A (7K) (1963) y la aprobada Soyuz 7K-OK (1965-1967). [2] [3]
En julio y agosto de 1960, el Grupo de Trabajo Espacial (STG) de la NASA organizó una serie de conferencias de la NASA y la industria para discutir los planes de naves espaciales tripuladas posteriores al Proyecto Mercury . [4] El administrador adjunto Hugh L. Dryden anunció en la apertura de la conferencia que "la próxima nave espacial más allá de Mercury se llamará Apollo". [5]
El 30 de agosto, la NASA presentó planes para adjudicar tres contratos de estudio de viabilidad para la nave espacial Apolo, concebida como una nave orbital terrestre y circunlunar de tres hombres, con potencial de crecimiento para aterrizajes lunares tripulados. [5] Se emitió una solicitud de propuesta el 12 de septiembre, y se recibieron catorce ofertas hasta el 9 de octubre. El 25 de octubre, la NASA adjudicó los contratos de seis meses por 250.000 dólares a General Dynamics/Convair , General Electric y Glenn L. Martin Company . [6] Mientras tanto, los miembros del Grupo de Trabajo Espacial realizaron sus propios estudios de diseño de naves espaciales, para que sirvieran como un indicador para juzgar y monitorear los tres diseños de la industria. [6]
Los tres competidores complementaron los contratos de 250.000 dólares con su propio dinero: Convair gastó un millón, GE dos millones y Martin tres millones. [8] El director de GE Space Vehicle Systems (Filadelfia), George Arthur, dirigió el equipo de propuestas de GE que incluía a Harold Bloom, Charles Bixler, Jacob Abel y Arnold Cohen. Del 15 al 17 de mayo de 1961, los contratistas presentaron los resultados de sus estudios a la NASA. Los tres diseños emplearon una cabina de módulo de misión separada del módulo de mando (cabina de pilotaje y reentrada), y un módulo de propulsión y equipamiento . Martin estudió tres formas diferentes de módulo de reentrada, incluido un vehículo de cápsula cónica similar a la configuración STG. GE también estudió varias formas de módulo de reentrada. La propuesta de GD/Convair empleó una forma de cuerpo sustentador. [8]
La propuesta de Convair/Astronautics se diseñó principalmente para la órbita lunar, con flexibilidad y potencial de crecimiento incorporados para dar cabida a un aterrizaje lunar. La empresa estimó un coste total del programa de 1.250 millones de dólares a lo largo de unos seis años.
Convair seleccionó un cuerpo de sustentación para el vehículo de retorno (módulo de mando), similar a uno concebido varios años antes por Alfred J. Eggers de la NASA-Ames . Este tenía una torre de aborto unida durante el lanzamiento y ubicada dentro de un gran módulo de misión. Convair/Astronautics imaginó un plan de desarrollo de vuelo progresivo, con muchas misiones en órbita terrestre antes de intentar misiones circunlunares y luego en órbita lunar. Los aterrizajes en la Tierra se realizarían mediante paracaídas de planeador cerca de San Antonio, Texas. Los vuelos de desarrollo experimentarían con encuentros espaciales , acoplamiento , gravedad artificial y aterrizaje maniobrable, lo que llevaría a un eventual aterrizaje lunar. El estudio le costó al contratista alrededor de un millón de dólares. [8]
El diseño de GE aprovechó un hardware casi listo para volar: un módulo de descenso con forma de bala, transportado entre una cabina cónica de módulo de misión que contenía el soporte vital y la aviónica, y el módulo de propulsión cilíndrico. La nave entera tenía 10,2 m de largo, con una innovación: una envoltura tipo capullo para protección de presión secundaria en caso de fugas en la cabina o perforación por meteoritos. Si se hubiera elegido esta configuración, la carga útil enviada a la Luna se habría parecido al cono de morro que voló en los primeros cohetes Saturno I. Aunque GE no estimó los costos finales en su resumen, la compañía confiaba en lograr un vuelo circunlunar para fines de 1966 y un vuelo orbital lunar poco después. [8]
En busca de reconocimiento profesional por su trabajo de diseño en la propuesta de GE, George Arthur y Jacob Abel presentaron públicamente sus trabajos que documentaban el diseño del GE D-2 en diciembre de 1961 en un simposio especial de la Sociedad Astronáutica Americana en Denver, Colorado. [9]
La compañía Martin gastó cerca de 3 millones de dólares, empleando a casi 300 personas durante la mayor parte del semestre, para producir el estudio más elaborado de los tres, no sólo siguiendo todas las directrices del Space Task Group, sino también yendo mucho más allá en el análisis de sistemas . La propuesta completa constaba de 9.000 páginas. Centrado en la versatilidad, la flexibilidad, los márgenes de seguridad y el crecimiento, este era el único estudio que detallaba la progresión de los pasos desde la órbita lunar hasta el aterrizaje lunar. La nave espacial de Martin habría sido similar a la nave espacial Apolo que finalmente surgió. Cuando Martin participó más tarde en el concurso de contratos de adquisición de hardware Apolo, la NASA le dio la puntuación más alta de todos los participantes en el diseño de configuración. [8]
Martin recomendó una nave espacial de cinco partes. El módulo de mando era un cono de fondo plano con un ápice redondeado y una torre para un sistema de escape de lanzamiento de cohetes tractores . Detrás del mamparo de popa plano estaban los módulos de propulsión, equipo y misión. Las compensaciones entre los requisitos de peso y propulsión llevaron a la selección de una carcasa presurizada de aleación de aluminio semimonocasco recubierta con un escudo térmico compuesto de superaleación con un ablador de carbonización . Dos tripulantes se sentarían uno al lado del otro, con el tercero detrás, en sofás que podrían girar para protegerse de la carga g de reentrada y para entrar y salir de la nave espacial. También se incluyeron flaps para una maniobrabilidad limitada en la reentrada, un sistema de aterrizaje con paracaídas y un módulo de misión desechable que también podría servir como un sótano de tormentas solares , un laboratorio o incluso la etapa de descenso para un módulo de aterrizaje lunar. [8]
La NASA no tuvo la oportunidad de deliberar mucho sobre los resultados del estudio, debido a la presión ejercida sobre el programa espacial de Estados Unidos por el lanzamiento del primer hombre al espacio por parte de la Unión Soviética , Yuri Gagarin , el 12 de abril de 1961. El 25 de mayo, una semana después de la presentación de los resultados del estudio, el presidente John F. Kennedy propuso el objetivo de aterrizaje en la Luna al Congreso de los EE. UU., dando al programa Apollo un enfoque claro y un sentido de urgencia. [10] La NASA centró su atención en qué datos relevantes podrían extraerse de las propuestas (abandonando el módulo de misión) y lanzó otra competencia para la fase de adquisición de hardware, fijando la configuración del módulo de reentrada a la forma cónica diseñada por Maxime Faget . [11] [12]
La NASA adjudicó el contrato para el módulo de mando y servicio (CSM) del Apolo a North American Aviation el 28 de noviembre de 1961, cuando todavía se suponía que el aterrizaje lunar se lograría mediante descenso directo o encuentro en órbita terrestre en lugar de mediante encuentro en órbita lunar . [13] [14] Por lo tanto, el diseño procedió sin un medio para acoplar el módulo de mando a una nave espacial de aterrizaje lunar . En el verano de 1962, la selección de la propuesta LOR del Centro de Investigación Langley de la NASA, [15] más varios obstáculos técnicos encontrados en algunos subsistemas (como el control ambiental), pronto dejaron claro que se requeriría un rediseño sustancial. En 1963, la NASA decidió que la forma más eficiente de mantener el programa Apolo en marcha y abordar los obstáculos técnicos encontrados en algunos subsistemas como el control ambiental, era proceder con el desarrollo de dos versiones del CSM: el Bloque I preliminar y el Bloque II avanzado. [16]
Se han observado similitudes entre el diseño del GE D2 y la nave espacial rusa Soyuz , que fue diseñada y construida después de la presentación AAS de George Arthur y Jacob Abel (Denver, CO) en diciembre de 1961. [9] En particular, Soyuz utiliza un módulo orbital ubicado frente al módulo de descenso, que utiliza una forma similar de esfera-cono-esfera.
Victor Minenko, uno de los diseñadores de la OKB-1 que trabajó con Korolev en los años 50 y 60, y que en 1993 trabajaba en RSC Energia, señaló que en 1961 había 40 personas en varios departamentos trabajando en los primeros diseños y versiones de la futura Soyuz. "Solíamos leer con atención la literatura estadounidense de los principales astrodinámicos: Ferri, Chapman, Van Driest, Lees, y los rusos más destacados: Sibulkin, Koropkin". Vassily Mishin, el diseñador jefe de la Soyuz tras la muerte de Korolev, señaló que una comparación lógica de la Soyuz era con el módulo de mando y servicio estadounidense del Apolo, ya que ambos estaban diseñados para el transporte lunar. [1]
En 1983, Phillip S. Clark y Ralph F. Gibbons analizaron el desarrollo del programa ruso Soyuz (1963-1967) y la adaptación de elementos de diseño de otros programas y estudios (soviéticos y extranjeros). [2]
Un diseño modular similar se utilizó en la nave espacial rusa Progress (esencialmente la versión no tripulada de Soyuz), la nave espacial china Shenzhou y el planeado vehículo orbital indio ISRO . [17]
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