Proyecto Mercury · NASA · No tripulado

Little Joe 1A

4 de noviembre de 1959
Fecha de lanzamiento
8 min
Duración
Éxito parcial
Resultado
Little Joe 1A
Lanzamiento del Little Joe 1A desde la isla Wallops (4 de noviembre de 1959)

Little Joe 1A (LJ-1A) fue el cuarto lanzamiento de desarrollo del Proyecto Mercury y el segundo intento de la NASA de comprobar, en vuelo real, que la torre de escape podía arrancar la cápsula del cohete en el momento más violento del ascenso. Despegó de Wallops Island (Virginia) el 4 de noviembre de 1959 sobre un vehículo Little Joe —el tercero construido— con una cápsula boilerplate sin tripulación, y voló ocho minutos y once segundos antes de amerizar y ser recuperada. El vuelo existía por un fracaso previo. El 21 de agosto de 1959, durante la cuenta atrás del primer Little Joe programado, el cohete de escape se encendió solo treinta y un minutos antes de la hora prevista: la cápsula y la torre salieron disparadas hasta unos 2.000 pies y cayeron a unos 2.000 pies de la rampa, mientras el propulsor quedaba intacto en el lanzador. El informe del accidente, emitido el 18 de septiembre de 1959, atribuyó el encendido prematuro a una fuga eléctrica en un circuito de relés. Aquel ensayo, LJ-1, nunca llegó a volar, y su objetivo —un aborto en el punto de máxima presión dinámica— quedó pendiente. LJ-1A repetía exactamente ese ensayo. El plan era que un sistema de sensado de presión ordenase la separación unos treinta segundos después del despegue, cuando la cápsula atravesara la presión dinámica máxima prevista en un ascenso Mercury-Atlas, del orden de 1.000 libras por pulgada cuadrada. La separación se produjo, pero el motor de escape tardó varios segundos en alcanzar presión de cámara después de que actuara su iniciador, de modo que el aborto ocurrió con una carga aerodinámica demasiado baja: 168 libras por pie cuadrado, muy lejos de lo buscado. El resultado fue un vuelo impecable en todo salvo en su objetivo principal. La cápsula alcanzó 9 millas estatutarias de altitud y 11,50 millas de alcance a 2.021,6 millas por hora, los paracaídas funcionaron, la nave flotó y fue recuperada por un buque de superficie sin incidencias. La NASA lo catalogó como éxito parcial y programó la repetición del ensayo, que llegaría con Little Joe 1B el 21 de enero de 1960.

Carga transportada

La carga de Little Joe 1A fue una cápsula boilerplate: un modelo estructural de la nave Mercury, instrumentado para el ensayo pero sin los sistemas propios de un vuelo tripulado. No viajó nadie a bordo —ni tripulación ni primate, a diferencia de lo que ocurriría en LJ-2 con Sam o en LJ-1B con Miss Sam— y la cápsula voló sobre el tercer propulsor Little Joe construido. El hardware que de verdad importaba era el del sistema de escape. La nave llevaba la torre y el motor de escape de Mercury, los pernos explosivos de separación y el sistema de sensado de presión encargado de disparar la secuencia de aborto al alcanzarse la presión dinámica prevista. Completaba el conjunto el sistema de aterrizaje con paracaídas de frenado y principal, del que el vuelo debía obtener datos adicionales de fiabilidad, y la propia estructura de la cápsula, cuyo comportamiento en el impacto contra el agua era otro de los objetivos declarados. El plan de vuelo trataba esa carga como material a devolver, no como algo desechable: se preveía recuperar la cápsula a flote mediante un buque de superficie y rescatar el motor de escape y la torre para examinarlos en tierra, algo especialmente valioso después del encendido espontáneo que había arruinado el intento de agosto de 1959. Más allá del ensayo del propio sistema de escape, LJ-1A no llevó experimentos científicos.

Historia

El ensayo que nunca llegó a volar

La historia de Little Joe 1A empieza con un fracaso ajeno a ella. El 21 de agosto de 1959, en Wallops Island, la NASA contaba las horas para el primer lanzamiento programado de un vehículo Little Joe. Treinta y cinco minutos antes de la hora prevista la evacuación de la zona seguía su curso y se estaban cargando las baterías del programador y del sistema de destrucción del propulsor. Media hora antes del lanzamiento se produjo un fogonazo. Cuando se disipó el humo era evidente que solo la combinación cápsula-torre había salido despedida, en una trayectoria parecida a la de un aborto desde la rampa; el propulsor y el anillo de sujeción del adaptador seguían intactos sobre el lanzador. Cerca del apogeo, a unos 2.000 pies, el anillo que unía la torre a la cápsula se liberó y el pequeño cohete pirotécnico de eyección de la torre se encendió. La cápsula cayó a unos 2.000 pies del punto de lanzamiento.

El informe del accidente, emitido el 18 de septiembre de 1959, culpó del encendido prematuro del cohete de escape a una fuga eléctrica, lo que los ingenieros de misiles llamaban transitorios o «tensiones fantasma» en un circuito de relés. El fallo se localizó en una bobina. El vuelo, catalogado como LJ-1, duró unos veinte segundos, alcanzó cuatro décimas de milla estatutaria de altitud y cayó a media milla del lanzador. Nada de lo que se quería medir se midió.

Lo que se quería medir era el corazón mismo del sistema de seguridad de Mercury. El objetivo de LJ-1 era determinar cómo se comportaba el cohete de escape en las condiciones de carga dinámica más severas previstas durante un lanzamiento Mercury-Atlas: el instante en que el conjunto atraviesa la máxima presión dinámica, el punto donde una separación de emergencia resulta más difícil y más peligrosa. Sin ese dato, ningún astronauta podía subirse a un Atlas con la garantía de que la torre lo sacaría de allí. El ensayo quedó pendiente y hubo que repetirlo. Esa repetición se llamó Little Joe 1A.

Little Joe: un cohete barato para probar lo que importaba

El vehículo Little Joe fue concebido precisamente para esto. Su reunión con los licitadores se celebró el 21 de octubre de 1958, dentro de la fase de desarrollo del proyecto de satélite tripulado. Era un cohete deliberadamente sencillo: 48 pies de altura, 6,66 pies de diámetro, un peso máximo de 41.330 libras y un racimo de ocho motores de combustible sólido —cuatro Pollux y cuatro Recruit— capaces de desarrollar 250.000 libras de empuje y de elevar una carga máxima de 3.942 libras. Sin turbobombas, sin propulsantes criogénicos, sin las semanas de preparación de un Atlas: se montaba sobre un lanzador en Wallops Island y se disparaba.

Su economía era una virtud de programa, no un detalle contable. El desarrollo completo de Little Joe se financió con fondos transferidos al Centro de Investigación Langley por un importe que la propia cronología del programa recoge como coste total del desarrollo, una fracción minúscula de lo que costaba cada ensayo con un misil operativo. A cambio, Little Joe podía reproducir el perfil de presión dinámica de un ascenso Mercury-Atlas durante los segundos que interesaban, que eran los únicos que interesaban para probar la torre de escape. La NASA podía permitirse perder uno y volver a intentarlo, y de hecho eso fue exactamente lo que ocurrió con LJ-1.

Wallops Island aportaba la otra mitad de la ecuación: una instalación de la propia agencia en la costa de Virginia, con el Atlántico por delante para la recuperación y sin la competencia por rampas y ventanas de Cabo Cañaveral. Todos los vuelos de la serie Little Joe de Mercury salieron de allí.

Qué se probaba en LJ-1A

Little Joe 1A voló con una lista de objetivos formales más ambiciosa que el simple «repetir LJ-1». El primero y principal era ejecutar un aborto planificado de la nave respecto del propulsor en la máxima presión dinámica prevista durante el ascenso de un Mercury-Atlas. Los demás aprovechaban el vuelo para acumular datos: obtener información adicional de fiabilidad sobre el funcionamiento del paracaídas de frenado y del principal de Mercury; estudiar el comportamiento de la nave en el impacto contra el agua; ganar experiencia operativa en la recuperación de una cápsula a flote mediante un buque de superficie; obtener más experiencia y confianza en el sistema de terminación de empuje por telemando del propulsor; y recuperar el motor de escape y la torre para examinarlos.

Esa lista dice mucho de la filosofía del programa en 1959. Un vuelo no tripulado de ocho minutos no se dedicaba a una sola pregunta: se le colgaban encima todas las que cupieran, porque cada lanzamiento era caro en calendario aunque fuera barato en dinero. Recuperar el motor de escape y la torre, en particular, era una consecuencia directa del desastre de agosto: después de un encendido espontáneo achacado a un circuito eléctrico, tener el hardware de vuelta en el banco era tan valioso como la telemetría.

La carga era una cápsula boilerplate, un modelo estructural de la nave Mercury sin sistemas de vuelo tripulado, y el propulsor era el tercer Little Joe construido. No había tripulación ni primate a bordo.

La secuencia prevista y lo que ocurrió el 4 de noviembre de 1959

El lanzamiento se produjo el 4 de noviembre de 1959 desde la rampa de Wallops Island. La secuencia planificada era la siguiente: tras el despegue, el sistema de sensado de presión debía emitir una señal en cuanto se alcanzara la presión dinámica de aborto prevista, unos treinta segundos después del lanzamiento. Esa señal se traducía en un impulso eléctrico que accionaba los pernos explosivos encargados de separar la nave del propulsor y que, simultáneamente, activaba el iniciador del motor de escape. En condiciones normales, cápsula y torre debían salir disparadas hacia adelante en el instante de máxima carga aerodinámica, exactamente lo que haría el sistema si un Atlas fallara con un astronauta dentro.

Hasta la separación todo funcionó como estaba previsto. El sensor detectó la condición, el impulso salió, los pernos explosivos actuaron y la nave se soltó del propulsor. El iniciador del motor de escape también se activó. Pero la presión no llegó a subir en el motor hasta que hubieron transcurrido varios segundos. Para cuando el motor de escape empujó de verdad, la cápsula ya no estaba en el punto de máxima presión dinámica: la maniobra de aborto, que era la misión principal del vuelo, se ejecutó a una presión dinámica demasiado baja.

Los números del vuelo lo dejan claro. La presión dinámica máxima registrada fue de 168 libras por pie cuadrado, cuando lo que se quería reproducir era el entorno de unas 1.000 libras por pulgada cuadrada característico del ascenso de un Atlas. La aceleración máxima llegó a 16,9 g. La cápsula alcanzó una altitud de 9 millas estatutarias —47.520 pies— y un alcance de 11,50 millas estatutarias, con una velocidad máxima de 2.021,6 millas por hora, equivalentes a 2.040 pies por segundo referidos a la Tierra y 2.965 pies por segundo referidos al espacio. El vuelo completo duró ocho minutos y once segundos.

Todo lo demás salió bien

Fuera de la anomalía del motor de escape, la crónica del vuelo es notablemente aburrida, y eso era una buena noticia. Todos los demás acontecimientos, desde el lanzamiento hasta la recuperación, se produjeron sin incidentes. El paracaídas de frenado y el principal funcionaron y aportaron los datos de fiabilidad que se buscaban; la cápsula sobrevivió al impacto con el agua, flotó y fue recuperada por un buque de superficie, con lo que el ejercicio de recuperación marítima quedó cumplido; y el sistema de terminación de empuje por telemando del propulsor sumó otra ejecución correcta a su historial.

La NASA catalogó la misión como éxito parcial. La calificación es exacta y conviene entenderla bien: no fue un fallo del vehículo ni de la nave, ni un accidente. Fue un ensayo que se ejecutó completo pero en el punto equivocado de la trayectoria, de modo que la pregunta que motivaba el vuelo —¿aguanta y funciona la torre de escape con la carga aerodinámica de un Atlas encima?— siguió sin respuesta. En la descripción posterior de la propia agencia, aunque el lanzamiento y la recuperación fueron satisfactorios, los investigadores no pudieron probar el sistema de escape con las cargas aerodinámicas máximas en este vuelo.

Lo que quedó pendiente y cómo se resolvió

Por esa razón se programó la repetición del ensayo. Llegó el 21 de enero de 1960 con Little Joe 1B, un vuelo de perfil casi calcado: 49.104 pies de altitud, 11,70 millas estatutarias de alcance, las mismas 2.021,6 millas por hora de velocidad máxima y ocho minutos y treinta y cinco segundos de duración. La cadena de vuelos Little Joe siguió después con LJ-2 el 4 de diciembre de 1959 —un escape planificado a gran altitud, en torno a 96.000 pies, justo antes del apagado de los motores principales del propulsor, con un macaco rhesus a bordo para medir los efectos fisiológicos de la aceleración y la ingravidez— y, ya en 1960 y 1961, con LJ-5, LJ-5A y LJ-5B, dedicados de nuevo al aborto en máxima presión dinámica, esta vez con naves Mercury de producción en lugar de maquetas estructurales.

Esa insistencia mide la dificultad real del problema. Entre LJ-1, LJ-1A, LJ-1B, LJ-5, LJ-5A y LJ-5B, el programa dedicó seis vuelos a un único asunto: comprobar que la torre podía sacar al astronauta de un cohete en el peor segundo posible. Ninguno de esos vuelos llevó a nadie a ninguna parte, y todos ellos fueron condición previa para que alguien pudiera ir.

El lugar de LJ-1A en el Proyecto Mercury

Little Joe 1A ocupa un sitio incómodo en las listas del programa: es el vuelo que hubo que hacer porque el anterior no despegó, y que hubo que repetir porque el motor de escape se encendió tarde. Sin embargo, su balance real es mejor que su etiqueta. Devolvió el sistema de escape a un vuelo completo después del susto de agosto de 1959, validó la separación por pernos explosivos, sumó datos de paracaídas, de impacto y de flotación, ejercitó la recuperación con buque y confirmó el funcionamiento del corte de empuje por telemando. Todo eso pasó a la columna del haber y no hubo que volver a demostrarlo.

Visto desde el final de la serie, la valoración de la NASA sobre el conjunto es la que corresponde: los lanzamientos posteriores fueron satisfactorios y el programa Little Joe demostró que el concepto general del sistema Mercury era sólido. LJ-1A no es la prueba que cerró esa cuestión, pero es el vuelo en el que el programa volvió a ponerse en marcha tras su primer tropiezo público, y el que dejó identificado con precisión el único punto que faltaba por verificar.

Imágenes

Little Joe 1A
Lanzamiento del Little Joe 1A desde la isla Wallops (4 de noviembre de 1959)

En otros sitios

Fuentes: NASA — Project Mercury Uncrewed Missions