Apolo 4

Cuando en 1961 el presidente John F. Kennedy propuso llevar a un estadounidense a la Luna y devolverlo sano y salvo antes de que terminara la década, la primera de las grandes decisiones pendientes era con qué cohete hacerlo. La NASA se inclinó por el Saturn C-5, un lanzador de tres etapas apoyado en desarrollos ya en marcha, aprobado en 1962 con la idea de un primer vuelo de ensayo en 1965 y un primer vuelo tripulado en 1967; a comienzos de 1963 el C-5 pasó a llamarse Saturn V. A finales de 1962 la agencia había cerrado también el modo de misión: la cita en órbita lunar, en la que la tercera etapa S-IVB empujaría hacia la Luna al conjunto de la nave Apollo y solo un módulo de descenso separado bajaría a la superficie. Ninguna de las instalaciones de lanzamiento existentes servía para un cohete de ese tamaño, de modo que la NASA anunció un complejo nuevo en la costa de Florida, bautizado primero Launch Operations Center y rebautizado John F. Kennedy Space Center tras el asesinato del presidente en noviembre de 1963. Apollo 4 fue el primer vuelo despegado desde ese centro y el estreno del complejo 39, construido expresamente para el Saturn V.

Antes de llegar ahí, tres vuelos con material Apollo —AS-201, AS-203 y AS-202, todos en 1966 y todos exitosos— habían volado con el Saturn IB, un lanzador menor que no usaba las instalaciones del nuevo centro pero que compartía con el Saturn V la etapa S-IVB y buena parte de la carga útil que había que cualificar. Los historiadores del centro Kennedy, Charles D. Benson y William B. Flaherty, resumieron el valor de aquella tanda: los lanzamientos Apollo-Saturn IB de 1966 corrigieron los grandes problemas de automatización de las rampas 34 y 37 y, sin ese aprendizaje por ensayo y error, el SA-501 —«el lanzamiento más difícil de la historia del Apollo»— habría resultado mucho más arduo.

La decisión que define a Apollo 4 se tomó a finales de 1963 y no fue de ingeniería de detalle, sino de método. George Mueller, al frente de la Oficina de Vuelos Tripulados de la NASA, venía de programas de misiles militares y había visto funcionar en el Minuteman de la Fuerza Aérea la prueba «all-up»: volar desde el primer intento el vehículo completo, con todas las etapas vivas y una nave real encima, en lugar de ir cualificando escalones sueltos. En un memorando ordenó que el primer vuelo del Saturn IB y el primero del Saturn V fueran no tripulados pero íntegros, que el segundo de cada tipo repitiera sin tripulación y que el tercero ya llevara astronautas. El método chocaba con la costumbre del equipo de Wernher von Braun en el Marshall Space Flight Center, acostumbrado a ensayar etapa por etapa. Los gestores del programa aceptaron con reticencias: la prueba escalonada eliminaba riesgo, pero empujaba el alunizaje más allá de 1970. El «all-up» suprimió cuatro misiones del calendario a cambio de exigir que todo funcionase a la primera. Apollo 4 fue la primera vez que la NASA lo aplicó.

El SA-501 era un Saturn V completo. La primera etapa, S-IC, consumía en menos de tres minutos de vuelo propulsado casi 2000 toneladas métricas de propulsante y llevaba ocho retrocohetes de propulsante sólido para garantizar la separación. La segunda, S-II, construida por North American Aviation, quemaba unas 425 toneladas en unos seis minutos con cinco motores J-2 de Rocketdyne que desarrollaban cerca de 4,5 millones de newtons; su interetapa posterior se jetisonaba tras la separación. La tercera, S-IVB, de Douglas Aircraft, montaba un único J-2 de 889.600 newtons capaz de apagarse en el espacio y volver a encenderse, con dos módulos de propulsión auxiliar para el control en balanceo; entre sus dos encendidos consumía unas 105 toneladas. Sobre ella iba la unidad de instrumentos de IBM, un anillo de 6,6 metros de diámetro y menos de un metro de altura que pesaba unas 10 toneladas y alojaba la aviónica que gobernaba el conjunto.

La carga era el CSM-017, un módulo de mando y servicio del Bloque I —la serie destinada a ensayos y a los primeros vuelos en órbita terrestre, sin capacidad de acoplamiento con un módulo lunar— formado por el módulo de mando CM-017 y el módulo de servicio SM-020. El CM-017 fue el segundo módulo de mando plenamente funcional entregado a la NASA: el primero, el CM-012, era el del Apollo 1 y quedó destruido en el incendio. El SM-020 estaba asignado en origen al segundo vuelo del Saturn V y ocupó el puesto del SM-017, dañado en una explosión y desechado. Como ningún Bloque II volaría sin tripulación, al CSM-017 se le incorporaron varias modificaciones de esa serie para cualificarlas: escudo térmico de estándar Bloque II, conector umbilical CM-SM del Bloque II, antenas VHF y de banda S del Bloque II y cambios en la escotilla, cuyo sellado se ensayó sustituyendo la ventanilla por un panel de prueba. Equipos especiales permitían al control de misión operar los sistemas de la nave a distancia, y una cámara automática debía fotografiar la Tierra desde una de las ventanas. Al no haber tripulación, el módulo carecía de literas, mandos e indicadores. En el adaptador SLA-8 viajaba además el LTA-10R, un artículo de ensayo del módulo lunar: una etapa de descenso de tipo vuelo sin tren de aterrizaje, con los depósitos llenos de una mezcla de agua, glicol y freón, y una maqueta de etapa de ascenso en aluminio con lastre. Adaptador y artículo iban instrumentados para medir esfuerzos durante el ascenso, y el LTA se destruyó con la reentrada del S-IVB.

En enero de 1965 el general Samuel C. Phillips, director del programa Apollo, fijó el SA-501 para enero de 1967, con dos Saturn V más previstos ese mismo año. Casi nadie en el programa creía en la fecha. Una explosión en una línea de oxígeno líquido del complejo 39 amenazó con varias semanas de retraso. North American Aviation, contratista a la vez de la segunda etapa y del módulo de mando y servicio, arrastraba problemas de plazos, costes y calidad tan serios que Phillips encabezó a finales de 1965 una inspección de sus instalaciones en California y elevó sus conclusiones a Mueller. Aparecieron grietas en el S-II que retrasaron sus ensayos de aceptación. Mientras tanto las piezas iban llegando al centro Kennedy: la S-IVB el 14 de agosto de 1966 en un avión Pregnant Guppy, la S-IC el 12 de septiembre por barcaza, el módulo de mando y servicio el 24 de diciembre y por fin la S-II el 21 de enero de 1967, seguida el 31 de la interetapa posterior. Para no detener el trabajo, el vehículo se apiló en el edificio de ensamblaje con un «espaciador» en forma de carrete ocupando el lugar de la segunda etapa.

El incendio del Apollo 1, el 27 de enero de 1967, trastocó de nuevo el calendario. Aunque el SA-501 no llevaba tripulación, la NASA quiso examinar a fondo su nave: la inspección encontró 1.407 defectos, muchos de ellos cableados mal enrutados y con el aislamiento dañado, material de primera para un cortocircuito. Se descubrieron otros problemas, como un perno de más y fuera de sitio en uno de los motores J-2, y en una reunión de marzo de 1967 se listaron mil doscientos asuntos pendientes del Saturn V que los técnicos se propusieron resolver a razón de ochenta diarios. El 24 de mayo se anunció que el S-II se retiraría para inspección al aparecer microgrietas en otro ejemplar en construcción; el trabajo terminó a mediados de junio y el conjunto quedó por primera vez completamente montado. El 26 de agosto de 1967 el vehículo salió rodando hacia el complejo 39A sobre el transportador oruga, y dos días después llegó la estructura de servicio móvil. Era la primera vez que una nave de la NASA se ensamblaba lejos de su punto de lanzamiento, al abrigo del calor y la humedad de Florida.

El ensayo de demostración de cuenta atrás, previsto para el 20 de septiembre, no empezó hasta la tarde del 27. El 4 de octubre llegó a menos cuarenta y cinco minutos y falló un ordenador; la cuenta se reinició trece horas antes del lanzamiento y se reanudó el 9 de octubre, con más averías de ordenadores y equipos, hasta que el agotamiento del equipo obligó a un descanso de dos días. La prueba se completó el 13 de octubre: tres semanas en lugar de la semana larga prevista. Con la atención mundial encima, el jefe de relaciones públicas de la NASA, Julian Scheer, trasladó al administrador James E. Webb el escepticismo de la prensa sobre si Apollo 4 llegaría a volar, en una reunión tensa que Webb zanjó diciendo que anunciaría la fecha cuando quisiera. Una revisión de aptitud de vuelo el 19 de octubre dio luz verde condicionada, y el 2 de noviembre Phillips aplazó el lanzamiento del 7 al 9 por temor a fugas en los anillos de teflón y las válvulas de drenaje de los depósitos de oxígeno líquido, tras tanto tiempo al sol en la rampa.

La cuenta atrás arrancó el 6 de noviembre de 1967 a las 22:30 EST con la carga de propulsantes: en total 89 camiones cisterna de oxígeno líquido, 28 de hidrógeno líquido y 27 vagones de ferrocarril de RP-1, el queroseno refinado del cohete. Duró unas 56 horas y media y esta vez los problemas fueron pocos y menores, absorbidos por las paradas programadas.

Apollo 4 despegó el 9 de noviembre a las 7:00 EST, las 12:00:01 UTC. Los cinco motores F-1 se encendieron ocho segundos antes del despegue y lanzaron sobre el centro Kennedy un estruendo muy superior al previsto: aunque las rampas del complejo 39 estaban a más de cinco kilómetros del edificio de ensamblaje, la presión sonora sacudió el edificio, el centro de control de lanzamiento y las casetas de prensa, y desprendió polvo del techo del control que se depositó sobre las consolas. William Donn, de la Universidad de Columbia, describió la explosión sonora como uno de los ruidos más fuertes, naturales o artificiales, de la historia humana, excluidas las explosiones nucleares. En la caravana de la CBS, el comentarista Walter Cronkite y el productor Jeff Gralnick sujetaron con las manos el ventanal para que no reventara mientras caían placas del techo; Cronkite recordaría Apollo 4 como la misión espacial más aterradora que cubrió.

El lanzamiento situó al S-IVB y al CSM en una órbita de aparcamiento casi circular de unos 190 kilómetros, la misma que usarían las misiones lunares. Tras dos vueltas, el S-IVB se reencendió por primera vez en el espacio en una simulación de la inyección translunar y colocó al conjunto en una órbita muy elíptica con apogeo de 17.218 kilómetros y un perigeo deliberadamente situado 84,6 kilómetros por debajo de la superficie terrestre, lo que garantizaba a la vez una reentrada rápida del módulo de mando y la destrucción de la etapa. Poco después el CSM se separó y encendió el motor del módulo de servicio para elevar el apogeo hasta 18.092 kilómetros. Pasado el apogeo, ese mismo motor volvió a encenderse durante 281 segundos para aumentar la velocidad de reentrada hasta 11.168 metros por segundo (36.639 pies por segundo) a 120 kilómetros de altitud y con un ángulo de trayectoria de −6,93 grados, reproduciendo las condiciones de un regreso de la Luna: el verdadero objeto del ensayo era el escudo térmico.

El módulo de mando amerizó en el Pacífico norte, al noroeste de la isla Midway, a unas 8,6 millas náuticas (16 kilómetros) del punto previsto, ocho horas, treinta y seis minutos y cincuenta y nueve segundos después del despegue. Su descenso se vio desde la cubierta del portaaviones USS Bennington, buque principal de recuperación, que en menos de dos horas recogió la cápsula y uno de sus paracaídas: la primera vez que se recuperaba un paracaídas Apollo para inspeccionarlo. La nave se llevó a Hawái para desactivarla y después a las instalaciones de North American en Downey, California, para el análisis posterior al vuelo.

Apollo 4 llevaba dos cámaras de cine montadas en el Saturn V para filmar la separación de la primera etapa y de la interetapa. Terminado su trabajo, se eyectaron y descendieron al Atlántico en cápsulas con paracaídas y radiobalizas, y se recuperaron a unos 870 kilómetros del centro Kennedy. Dentro del módulo de mando iba además una cámara automática de 70 milímetros que fotografió casi la totalidad del disco terrestre: durante dos horas y trece minutos, mientras la nave se acercaba al apogeo y lo rebasaba, tomó 755 imágenes en color por la ventana delantera izquierda, entre 13.510 y 18.092 kilómetros de altura. Fueron las imágenes en color tomadas desde mayor altitud hasta entonces; su resolución no bastaba para obtener datos científicos detallados, pero interesaron a quienes trabajaban en ciencias de la Tierra.

Todos los sistemas del lanzador y de la nave se comportaron de forma satisfactoria. Las tres etapas quemaron algo más de lo previsto, lo que dejó al conjunto en una órbita un kilómetro más alta de lo calculado, dentro de tolerancias; un encendido once segundos más largo de la cuenta hizo que el módulo de mando entrara en la atmósfera algo más rápido y con un ángulo algo más tendido de lo planeado, también dentro de márgenes, no por fallo del sistema de guiado —cuyo comportamiento fue ejemplar— sino porque el encendido se controló desde tierra. El sistema de control ambiental mantuvo la cabina en presiones y temperaturas aceptables durante toda la misión: solo subió 5,6 °C durante la reentrada.

El presidente Lyndon Johnson dijo que el mundo entero había podido ver el espectáculo imponente del primer lanzamiento del mayor cohete jamás volado, símbolo de la potencia que el país estaba poniendo al servicio de la exploración pacífica del espacio. Von Braun habló de «un lanzamiento de expertos de principio a fin, desde el despegue puntual hasta el rendimiento de cada etapa». El historiador del Saturn V, Roger E. Bilstein, escribió que la misión impecable de Apollo 4 entusiasmó a toda la organización. Mueller afirmó que el vuelo había aumentado espectacularmente la confianza y que hacía verosímil un alunizaje tripulado a mediados de 1969.

Apollo 4 fue también la primera misión numerada según el esquema oficial que Mueller aprobó el 24 de abril de 1967: el vuelo tripulado que nunca llegó a despegar recibió con carácter retroactivo el nombre de Apollo 1, como habían pedido las viudas de la tripulación, y la secuencia se reanudó en el cuatro sin que existieran un Apollo 2 ni un Apollo 3. El segundo vuelo del Saturn V, Apollo 6, despegó el 4 de abril de 1968 y dio más problemas —oscilación pogo en la primera etapa y apagado prematuro de un motor de la segunda—, pero se consideró innecesario un tercer ensayo no tripulado: el Saturn V voló con tripulación por primera vez en el Apollo 8 y, salvo en el Apollo 9, llevó astronautas hacia la Luna en todas las misiones siguientes.

El propio CM-017 pasó a la Institución Smithsonian en enero de 1969 y se expuso allí un año; en enero de 1974 viajó por carretera desde la base aérea de Andrews, en Maryland, hasta el Museo de la Vida y la Ciencia de Carolina del Norte. Más tarde se expuso en el Stennis Space Center de la NASA, donde permaneció hasta 2017, y hoy se conserva en el centro de visitantes de Stennis, el Infinity Science Center de Pearlington, Misisipi.