Little Joe 5A

Little Joe 5 fue el primer vuelo de la serie que empleó una cápsula Mercury de producción de McDonnell en lugar de una maqueta estructural. La nave número 3, entregada originalmente a Langley en julio de 1959 para ensayos de ruido y vibración, se erigió en la rampa de Wallops Island el 27 de septiembre de 1960, y el vuelo se realizó el 8 de noviembre de aquel año con el propósito de comprobar la cápsula en un aborto que simulara las condiciones de lanzamiento más severas.

El ascenso fue normal hasta 15,4 segundos después del despegue, momento en que el motor del cohete de escape se encendió de forma prematura. La secuencia se desordenó por completo: la cápsula no llegó a desprenderse del propulsor y el conjunto entero se destruyó al impactar contra el océano. Solo se recuperaron restos de la nave y del propulsor del fondo marino para el análisis posterior. En el vuelo se alcanzaron unos 16,2 km de altitud y un alcance de unos 20,9 km, muy lejos del perfil previsto.

El análisis de la NASA no llegó a una causa única, sino a tres posibilidades que apuntaban al mismo componente. La primera era el fallo de los interruptores de final de carrera del anillo de sujeción entre la nave y el adaptador. La segunda, el fallo de los interruptores equivalentes del anillo de la torre de escape. La tercera, un montaje incorrecto de esos interruptores en cualquiera de las dos posiciones, de modo que la vibración o la deformación estructural durante el ascenso pudieran cerrarlos por sí solas y disparar la secuencia de escape antes de tiempo. Como los objetivos de la prueba no se habían cumplido, se decidió repetir la misión.

La cápsula elegida para el segundo intento fue la número 14, también de producción, entregada en Wallops Island el 20 de enero de 1961 para el ensayo de aborto en máxima presión dinámica. La elección no era menor: repetir la prueba con una nave de serie, y no con una maqueta, era lo único que permitía extraer conclusiones sobre el comportamiento real de la estructura que iba a volar con un astronauta dentro.

Las fuentes institucionales consultadas describen el fallo de LJ-5 y la decisión de repetir el vuelo, pero no detallan qué modificaciones concretas se introdujeron en los interruptores de final de carrera, en su montaje o en el cableado de la secuencia de escape antes de LJ-5A. Ese punto queda documentado como hueco: el resultado del vuelo sugiere que las medidas adoptadas no bastaron, pero la naturaleza exacta de esas medidas no se afirma aquí sin fuente.

El contexto del programa en aquellas semanas era de máxima presión. El 31 de enero de 1961 había volado Mercury-Redstone 2 con el chimpancé Ham a bordo, un vuelo en el que la propulsión rindió por encima de lo previsto y que obligó a revisar el calendario de las misiones tripuladas suborbitales. El 21 de febrero, Mercury-Atlas 2 había resultado un éxito. La primera misión tripulada, Mercury-Redstone 3, estaba prevista para mayo. El sistema de escape era la pieza que todavía no había demostrado lo que debía demostrar.

El propósito declarado de LJ-5A era demostrar, ante todo, la integridad estructural de la nave y del sistema de escape durante una maniobra de aborto iniciada en el punto de mayor presión dinámica previsible en un lanzamiento con Atlas hacia órbita. La NASA lo clasificó como prueba de escape e impacto en máxima presión dinámica.

Ese punto del ascenso, conocido en la jerga como «max Q», es el instante en que el producto de la densidad del aire y el cuadrado de la velocidad alcanza su máximo, y con él las cargas aerodinámicas sobre la estructura. Un aborto iniciado ahí somete a la cápsula y a su torre a la peor combinación posible: la torre debe arrancar la nave del cohete con una aceleración muy alta mientras el aire, todavía denso, empuja lateralmente sobre un conjunto largo y esbelto. En LJ-5A la presión dinámica registrada fue de 1.580 psf y la aceleración máxima, de 8 G. El propulsor empleado fue el Little Joe número 7, un cohete de combustible sólido concebido precisamente para este tipo de ensayos: barato, lanzable desde Wallops Island y capaz de llevar la cápsula al régimen de vuelo que interesaba sin gastar un Atlas en ello.

LJ-5A despegó de Wallops Island el 18 de marzo de 1961, sexta misión de la serie Little Joe. El despegue fue normal. Diecinueve segundos después, la torre de escape se encendió de forma prematura, en una situación que la propia cronología de la NASA describe como muy parecida a la del vuelo de noviembre anterior.

A partir de ahí, el vuelo se convirtió en un ejercicio de improvisación controlada desde tierra. Se dio la señal de iniciar la maniobra de aborto y el anillo de sujeción entre el propulsor y el adaptador se soltó tal como estaba previsto, pero la cápsula permaneció sobre el propulsor: el motor de escape ya se había consumido en el encendido prematuro y no quedaba empuje para arrancarla. La nave y el cohete seguían volando unidos, con la torre gastada, exactamente el escenario que había destruido a LJ-5.

La diferencia estuvo en la reacción. Se ordenó separar la cápsula empleando los retrocohetes, y esa orden se transmitió antes de que el vuelo alcanzara el apogeo, que era el punto donde se había planificado la separación. La consecuencia fue una separación descrita como violenta, pero efectiva: la cápsula quedó libre del propulsor y de la torre de escape, y con ello pudo entrar en la secuencia de recuperación. El vuelo alcanzó unos 12 km de altitud y un alcance de unos 29 km, con una velocidad máxima de 1.783 millas por hora (2.869 km/h).

Los paracaídas se desplegaron hacia los 40.000 pies de altitud y la nave descendió normalmente hasta el mar. La cápsula fue recuperada, y la inspección posterior arrojó el resultado más valioso de todo el ensayo: pese a la ignición prematura, a la separación forzada y al hecho de haber volado unida al propulsor durante buena parte de la trayectoria, la nave número 14 había sufrido daños estructurales únicamente superficiales.

Ese resultado no era el que se buscaba, pero decía algo relevante por sí mismo sobre la robustez de la estructura de McDonnell. La NASA registró la misión como parcialmente exitosa y dejó constancia explícita de que los objetivos de la prueba no se habían alcanzado: el ensayo de escape en máxima presión dinámica seguía sin realizarse en las condiciones previstas, porque la torre se había encendido en el momento equivocado y no había podido demostrar lo que debía demostrar.

La decisión que siguió fue volver a intentarlo por tercera vez, y hacerlo con la misma nave. La cápsula número 14, reacondicionada y redesignada 14A, se entregó de nuevo en Wallops Island el 4 de abril de 1961 para la misión Little Joe 5B, otro ensayo de aborto en máxima presión dinámica.

LJ-5B voló el 28 de abril de 1961 y esta vez la misión fue un éxito: la nave se recuperó tras un vuelo que alcanzó unos 4,5 km de altitud y un alcance de unos 14 km, con una velocidad máxima de 1.780 millas por hora y una aceleración de 10 g. El perfil, más bajo y más corto que el de LJ-5A, correspondía a un aborto iniciado antes en la trayectoria. Con LJ-5B se cerró la serie Little Joe del programa Mercury.

La secuencia LJ-5, LJ-5A, LJ-5B es probablemente el mejor ejemplo del método con que se construyó Mercury: un ensayo que falla, se repite, vuelve a fallar de forma parecida y se repite una tercera vez hasta obtener el dato. Los tres vuelos ocuparon poco menos de seis meses, entre noviembre de 1960 y abril de 1961, en paralelo a las misiones Redstone y Atlas que preparaban el primer vuelo tripulado.

La cápsula número 14 es la única nave Mercury que voló dos veces —en LJ-5A y en LJ-5B— y se conserva expuesta en el Virginia Air and Space Center de Hampton, en Virginia, a poca distancia del centro de Langley donde se había gestado el programa.

Más allá del objeto, LJ-5A dejó dos lecciones. La primera, negativa: un fallo repetido en la misma parte del sistema, con la torre encendiéndose antes de tiempo por segunda vez consecutiva, demostraba que el problema no se había entendido del todo tras LJ-5. La segunda, positiva y en cierto modo tranquilizadora: la estructura de la cápsula soportó una secuencia de acontecimientos mucho peor que la prevista —encendido prematuro, vuelo adherido al propulsor y separación violenta fuera del punto planificado— y llegó al agua en condiciones de volver a volar. Un mes y medio después de LJ-5A, y con la serie Little Joe ya cerrada, Alan Shepard volaba en Freedom 7 con una torre de escape sobre la cabeza.