El vehículo objetivo Agena ( / əˈdʒiːnə / ; 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 encuentro y acoplamiento 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 alrededor de 7.200 libras (3.300 kg).
El ATV de Gemini 6 falló en el lanzamiento el 25 de octubre de 1965, lo que llevó a la NASA a desarrollar un sustituto: el Adaptador de Acoplamiento de Objetivo Aumentado (ATDA), una nave espacial más pequeña que constaba del objetivo de acoplamiento con un sistema de propulsión de control de actitud pero sin el cohete de cambio orbital Agena. El ATDA se utilizó una vez en Gemini 9A después de un segundo lanzamiento fallido del ATV el 17 de mayo de 1966, pero falló como objetivo de acoplamiento porque su cubierta de lanzamiento no se separó.
Cada ATV estaba compuesto por una etapa superior de cohete derivada del 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 cohete Atlas construido por la división Convair de General Dynamics . El primer encendido del Agena se produciría poco después de la expulsión del sudario y la separación del Atlas sobre el océano Atlántico . Sobre la isla Ascensión , un segundo encendido colocaría al Agena en una órbita circular baja. [1]
La nave espacial McDonnell Gemini se lanzaría entonces desde el complejo de lanzamiento 19 , tan pronto como 90 minutos después. Ambas cuentas regresivas se realizarían en paralelo y requerirían una sincronización estrecha. El Gemini se encontraría y se acoplaría con el Agena tan pronto como el Gemini alcanzara su primera órbita hacia el final del programa. [1] Richard F. Gordon, Jr. de Gemini 11 comparó el acoplamiento con el Agena con el reabastecimiento de combustible aire-aire : [3]
Te colocas en posición, quizás a cinco o diez pies de distancia. Y si todo parece estar bien y pareces estar alineado con el cono de acoplamiento, todo lo que tienes que hacer es agregar un poco de empuje con el controlador de traslación . Y si parece que vas demasiado rápido, quitas un poco de empuje con el controlador de traslación. Y al igual que cuando haces un reabastecimiento en vuelo, hiciste todo esto solo con el viejo globo ocular Mark-VIII.
Una vez acoplado, el astronauta en el asiento derecho podría controlar los propulsores y el motor del Agena. [3] Volarían la nave espacial combinada en un modo estabilizado y realizarían una serie de experimentos:
Después de separarse de sus respectivas cápsulas Gemini, los vehículos objetivo Agena continuaron ejecutando operaciones posteriores a la misión bajo control terrestre. Por ejemplo, el GATV 5003, después de la separación de Gemini 8, se sometió a pruebas exhaustivas de sistemas. Su motor principal se encendió nueve veces y ejecutó 5000 comandos, superando el requisito contractual de 1000. Esto permitió una evaluación detallada de sus sistemas de comando 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, el GATV 5005 realizó tres maniobras orbitales posteriores a la separación de Gemini 10, incluidos ajustes para estudiar los efectos de la temperatura en órbitas variables y ejecutar 1700 comandos, algunos de los cuales fueron retransmitidos desde Gemini 10. [4] : 252
El primer vehículo de destino Gemini-Agena (GATV) se lanzó el 25 de octubre de 1965, mientras los astronautas de 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 se canceló y se reemplazó con la misión alternativa Gemini 6A , que se reunió (pero no pudo acoplarse) con Gemini 7 en diciembre.
Una investigación sobre el fallo concluyó que lo más probable es que se debiera a modificaciones de diseño del GATV en comparación con una etapa estándar del Agena D. 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 en la cámara de combustión primero y luego seguía con el combustible, el GATV fue modificado para hacer lo contrario porque el método de arranque normal tenía una 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 pudiera completarse la vida útil de la etapa (que duraría semanas en lugar de horas). Desafortunadamente, bombear el combustible a la cámara de combustión primero provocó que el motor explotara y se rompiera por un choque mecánico. Se descubrió que los ingenieros de Lockheed no probaron adecuadamente el GATV para erradicar este problema (se había probado a una altitud simulada de 21 millas de altura cuando el arranque real del motor del Agena ocurriría a alrededor de 75 millas de altura). La solución al problema fue volver al arranque normal del motor con oxidante primero y también probar el GATV en condiciones adecuadas. Bell Aerosystems, el fabricante del motor del Agena, también recibió instrucciones de realizar más pruebas a nivel del suelo.
Tras el fracaso del primer GATV, la NASA encargó a McDonnell que desarrollara un objetivo de atraque de reserva sin el cohete Lockheed Agena, el adaptador de atraque de objetivo aumentado [5] (ATDA). Este 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 de largo y una masa de 794 kg [6] . Se plantearon algunas preguntas sobre la compatibilidad del ATDA con el cohete Atlas, ya que tenía una masa mucho menor que el GATV, lo que podría alterar la aerodinámica y los ajustes calibrados del vehículo de lanzamiento. Sin embargo, Convair aseguró a McDonnell que no plantearía problemas técnicos con el cohete.
El 17 de mayo de 1966 se produjo un segundo fallo en el lanzamiento del GATV, mientras los astronautas de Gemini 9 Tom Stafford y Eugene Cernan esperaban sentados en su plataforma 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 motor de refuerzo (BECO), el oficial de control de guía anunció que había perdido contacto con el cohete.
La telemetría indicó que la puesta en escena del Agena se había realizado según lo previsto a los T+300 segundos. El Agena continuó transmitiendo señales hasta los T+436 segundos, cuando cesó toda la telemetría. Oculto tras las nubes, el motor B-2 del Atlas giró bruscamente hacia la derecha a partir de los T+120 segundos y permaneció fijo en esa posición, girando el vehículo de lanzamiento 216° y enviándolo de vuelta hacia Cabo Kennedy. Esta rotación había hecho imposible que la guía terrestre lo fijara. Las estaciones de radar en las Bahamas lo rastrearon en dirección norte y descendiendo. La estabilidad del vehículo se recuperó gradualmente después de la BECO, sin embargo, se había inclinado aproximadamente 231° de su trayectoria de vuelo prevista. Ambos vehículos se hundieron 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, lo que impidió que el sistema de guía enviara la orden de inicio. Aunque no se encontró la causa exacta de la pérdida del 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 puede haber sido causado por una fuga criogénica en la sección de empuje. Esta teoría se sustentaba en temperaturas anormalmente bajas en 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 se transmitieran señales normales de corte del motor al Atlas; BECO fue generado por el acelerómetro de respaldo de preparación, SECO a T+273 segundos debido al agotamiento de LOX, y VECO y preparación Agena a partir de un comando de respaldo generado por el programador del misil. Aparte del sistema de control de vuelo, todos los sistemas del Atlas funcionaron correctamente. [7] [8]
Aunque Convair aceptó la responsabilidad por el fallo del lanzamiento, los ingenieros de Lockheed expresaron su preocupación por los datos de telemetría que indicaban un fallo en el servo del Agena, lo que generó dudas sobre si la etapa habría seguido funcionando 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 por cámaras de seguimiento en Melbourne Beach, Florida, que mostraba al Atlas ladeándose y dirigiéndose hacia abajo. Entonces se determinó que el mal funcionamiento del servo del Agena se debió a que pasó por la estela de escape ionizada del Atlas.
El lanzamiento de la misión modificada Gemini 9A se reprogramó 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 "parecido a un caimán enfadado". El acoplamiento no fue posible, pero en su lugar se practicó la maniobra de encuentro. [9] [10]
El acoplamiento de Gemini 8 con el 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, First Man .
El acoplamiento del Gemini 8 con el Agena apareció en el cortometraje dramático de ciencia ficción DARKSIDE producido por nrgpix como entrada al Festival de Cine de Ciencia Ficción de Londres 2020.
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