Mercury-Atlas 4

Cuando MA-4 llegó a la rampa, el Proyecto Mercury tenía resuelto lo suburbital y pendiente lo orbital. Las cápsulas habían volado y regresado en trayectoria balística, la torre de escape se había ensayado en condiciones severas con la serie Little Joe y dos astronautas, Alan Shepard y Virgil Grissom, habían hecho ya su salto de quince minutos con el pequeño Redstone. Lo que nadie había demostrado era que el conjunto entero —lanzador Atlas, nave, sistema de control ambiental, retrocohetes, escudo térmico y red mundial de estaciones— pudiera encadenar sin fallos las horas de un vuelo orbital.

El intento anterior, Mercury-Atlas 3, había terminado en abril de 1961 con el lanzador destruido por seguridad al no iniciar la maniobra de cabeceo y balanceo programada. La investigación apuntó a un transitorio de tensión que había desordenado el programador de a bordo, un mecanismo sospechosamente parecido al que había impedido la separación de etapas en el vuelo de Big Joe. Un comité de investigación del Atlas se constituyó en mayo de aquel año y aisló tres causas probables a partir de los datos de ensayo. La consecuencia práctica fue una lista de modificaciones al piloto automático y al programador que había que validar en vuelo antes de subir a nadie.

A esa deuda técnica se sumaba la presión del calendario. La Unión Soviética había puesto en órbita a Yuri Gagarin en abril y a Gherman Titov en agosto, con un vuelo de un día entero. Estados Unidos aún no había dado una sola vuelta al planeta. MA-4 no era, pese a su apariencia modesta de vuelo no tripulado, un ensayo secundario: era el examen que decidía si el Atlas podía considerarse apto para llevar personas.

El detalle más singular de la misión es que la nave que voló no era la prevista. El plan original asignaba a MA-4 la cápsula numero 9, pero el accidente de MA-3 dejó sobre la mesa una oportunidad poco habitual: la nave de aquel vuelo había sido arrancada del lanzador por su torre de escape antes de la destrucción, había caído al mar y se recuperó con daños limitados. Reacondicionada en fábrica y renumerada como 8A, se convirtió en la carga útil de MA-4.

Aquella cápsula pertenecía además a la generación antigua del diseño: fue la última de los modelos con ventanillas laterales pequeñas de tipo portilla, sin bolsa de aterrizaje para amortiguar el impacto y con un mecanismo de cierre de escotilla pesado. Los astronautas ya habían pedido —y obtenido— una ventana frontal de verdad y una escotilla de apertura rápida, de modo que la nave que volaba en MA-4 no era exactamente la que ellos ocuparían. Para el objetivo del vuelo, sin embargo, esa diferencia era irrelevante: lo que se ponía a prueba eran los sistemas, no la ergonomía de la cabina.

La nave 8A fue entregada en Cabo Cañaveral el 11 de mayo de 1961 para la misión orbital no tripulada del astronauta mecánico. Su reutilización ahorró meses de fabricación en un programa que iba tarde y, de paso, dio una prueba tangible de la robustez del vehículo: una cápsula que había sobrevivido a un aborto violento y a la inmersión en el mar podía volver a volar.

El lanzador de MA-4 fue el Atlas 88-D, un vehículo de la variante reforzada que Convair fabricaba específicamente para Mercury, con la piel de los tanques de mayor espesor para soportar la carga de la nave y su torre de escape. Su inspección de salida de fábrica se realizó los días 29 y 30 de junio de 1961 y la entrega en Cabo Cañaveral no se produjo hasta el 15 de julio, un calendario que refleja lo mucho que las conclusiones de MA-3 habían obligado a rehacer.

Las modificaciones principales afectaron al piloto automático y al programador. Convair dotó al sistema de la capacidad de contrarrestar el tipo de transitorio eléctrico que se sospechaba causante del fallo de MA-3, y se decidió suprimir la posibilidad de que el programador se reinicializara en vuelo. Este último punto no era teórico: un Atlas empleado en julio para lanzar el satélite MIDAS 3 había sufrido una reinicialización del programador en la separación de etapas que no impidió alcanzar la órbita, pero que se investigó a fondo precisamente por su parecido con el caso Mercury.

La preparación no fue tranquila. Hubo retrasos por problemas del piloto automático del Atlas, incluida la sustitución de un giróscopo de velocidad de guiñada defectuoso. El lanzamiento, previsto inicialmente para el 22 de agosto, se aplazó. Después apareció un problema de calidad más incómodo: la marca de transistores empleada tanto en el Atlas como en la nave era propensa a formar bolas de soldadura, y la última semana de agosto se consumió íntegramente en repararlos uno a uno.

Quedaba además una preocupación de fondo que MA-4 no podía resolver: la combustión inestable y los fallos de giróscopo habían destruido dos vehículos Atlas de la serie E en junio. El sistema detector de rotación de los motores de giróscopo, concebido para impedir que un Atlas despegara con un giróscopo funcionando mal, se estaba introduciendo justo entonces y no llegaría a un vehículo Mercury hasta MA-5.

La carga útil de MA-4 estaba diseñada para responder a una pregunta muy concreta: ¿aguanta el sistema de control ambiental el ritmo de una persona durante un vuelo orbital? Para responderla se instaló en el asiento un simulador de tripulante, el astronauta mecánico de la cronología de la NASA, capaz de consumir oxígeno y devolver al ambiente los productos de la respiración humana, de modo que los depuradores y el circuito de oxígeno trabajaran contra una carga realista en lugar de contra una cabina vacía.

Junto a él viajaron instrumentos de vibración y ruido especialmente montados para el vuelo, sensores para medir los niveles de radiación, tres cámaras y el sistema de soporte vital completo. La radiación y el ruido interesaban por razones médicas evidentes; la vibración, porque nadie sabía todavía cuán violento sería para un pasajero humano el tramo inicial del ascenso del Atlas.

El segundo gran objetivo no viajaba dentro de la nave, sino repartido por el planeta. MA-4 era la prueba orbital de la red mundial de seguimiento de Mercury, la cadena de estaciones y buques que debía mantener contacto continuo con el astronauta, recibir su telemetría y poder enviarle órdenes. A bordo se instalaron dos cintas de voz cuyo único cometido era emitir para que cada estación comprobara su enlace. La responsabilidad de operar esa red se había asignado el 1 de julio de 1961 al Centro Goddard, con la particularidad de que durante las misiones activas el control revertía al personal del Space Task Group. Las reglas de misión previas al lanzamiento se publicaron el 1 de junio y los requisitos de recuperación el 8 de junio.

MA-4 despegó del complejo LC-14 de Cabo Cañaveral el 13 de septiembre de 1961. El ascenso fue bueno y el Atlas de piel reforzada superó sin daños el tramo de máxima presión dinámica. El único aspecto verdaderamente desagradable fue el nivel de vibración entre los cinco y los veinte segundos de vuelo, incómodamente alto, que obligaría después a nuevos retoques del piloto automático.

Alcanzada la órbita, la nave se separó del lanzador y ejecutó la maniobra de giro que la deja volando de espaldas, con el escudo térmico por delante. Esa maniobra costó unos cincuenta segundos en lugar de los veinte habituales. En algunos momentos del vuelo la actitud se volvió ligeramente inestable por el fallo de dos propulsores de control, lo que provocó cortes momentáneos de telemetría.

El comportamiento general de la nave fue bueno pese a un consumo de oxígeno más alto de lo esperado. El control en tierra no lo consideró grave: la reserva daba para al menos ocho órbitas, muy por encima de la única prevista. La cronología oficial resume el vuelo con tres desviaciones leves: una pequeña fuga en el sistema de oxígeno, la pérdida del contacto de voz sobre Australia y el fallo de un inversor del sistema de control ambiental.

La órbita alcanzada se describe en las fuentes con cifras algo distintas según la unidad y el origen del dato. La cronología de la NASA da un apogeo de 123 millas náuticas y un perigeo de 86; la ficha de misiones no tripuladas de la NASA lo expresa como 142.1 millas estatutarias de apogeo y 98.9 de perigeo, que son las cifras equivalentes a los valores guardados en esta ficha. El periodo orbital figura como 92 minutos y 28 segundos en esa misma ficha.

Tras completar una órbita, el dispositivo de temporización de a bordo disparó los retrocohetes según lo previsto, sin intervención humana. La reentrada se produjo alrededor de una hora y veintiocho minutos después del despegue y la nave amerizó en el Atlántico, al este de las Bermudas. La duración total del vuelo fue de una hora, cuarenta y nueve minutos y veinte segundos.

La distancia del punto de amerizaje respecto a las Bermudas se cita de forma distinta según la fuente: la cronología habla de 161 millas al este de la isla y otras fuentes de 176 millas, equivalentes a 283 kilómetros. La diferencia no altera el hecho relevante: la nave cayó dentro de la zona prevista y a corta distancia de las fuerzas de recuperación.

El destructor USS Decatur, situado a unas 34 millas del punto de caída, recogió la cápsula una hora y veintidós minutos después del amerizaje. La nave apareció en buen estado, con daños mínimos atribuibles al despegue, la órbita o la reentrada, un resultado que reforzaba la confianza en el escudo térmico y en la estructura.

La operación de recuperación era en sí misma parte del programa de pruebas. Por aquellas semanas se estaban evaluando el collar de flotación inflable que el personal de superficie ata a la nave para sostener su flotabilidad y, tras el hundimiento de la Liberty Bell 7 en julio, el Space Task Group anunció el 22 de septiembre la instalación de un globo de treinta pulgadas de diámetro en la nave para permitir la recuperación por buque si el helicóptero se veía obligado a soltarla.

El examen de la cápsula recuperada explicó las anomalías con precisión. La palanca de caudal de oxígeno se había desplazado por la vibración del despegue y había abierto ligeramente una válvula: el oxígeno escapaba al vacío a un ritmo insuficiente para disparar la medida de alarma en telemetría, aunque sí encendió el testigo de oxígeno en la cabina. La palanca se rediseñó después para que fuera más difícil de mover accidentalmente.

El giro lento para orientar el escudo térmico se atribuyó a un circuito abierto en el giróscopo de cabeceo. Y el problema considerado más serio del vuelo no fue ninguno de los fallos de a bordo, sino el nivel de vibración del despegue entre los cinco y los veinte segundos, que motivó algunas modificaciones adicionales del piloto automático del Atlas.

Con esos datos delante, el director del centro de vuelos tripulados, Robert Gilruth, expresó su confianza en que el lanzador estaba ya calificado para llevar personas y en que un pasajero humano habría sobrevivido al vuelo sin problemas. El memorando de resultados preliminares enviado al administrador de la NASA el 15 de septiembre de 1961 concluía que el Atlas había funcionado bien y estaba listo para el vuelo tripulado, que los sistemas de la nave habían operado correctamente y que la red mundial de seguimiento y la telemetría habían respondido de manera excelente.

El efecto inmediato de MA-4 fue desbloquear el resto de la secuencia. Las reglas de misión de Mercury-Atlas 5, el vuelo orbital con el chimpancé Enos a bordo, se publicaron apenas cinco días después, el 18 de septiembre de 1961, y se revisaron tres veces más antes del vuelo. El Atlas 93-D asignado a MA-5 pasó su inspección de salida de fábrica el 1 de octubre y llegó a Cabo Cañaveral el 9 de octubre. El plan de adquisición de datos de MA-5 se preparó el 20 de octubre. El calendario, en otras palabras, dejó de estar en suspenso.

MA-4 también dio confianza para ampliar el horizonte del programa: el 25 de octubre de 1961 la sede de la NASA aprobó oficialmente el programa de misión de alcance extendido, de un día de duración, cuyos requisitos de seguimiento ya se habían discutido meses antes entre el Space Task Group y el Centro Goddard.

Conviene señalar que la valoración formal de la misión no es unánime en las propias fuentes de la NASA. La ficha de misiones no tripuladas la clasifica como parcialmente exitosa, coherente con el resultado registrado en esta ficha, mientras que la cronología del programa la describe como muy exitosa. Ambas afirmaciones son compatibles si se entiende que los objetivos principales se cumplieron y que las anomalías, aun siendo reales y varias, no comprometieron el vuelo.

Mercury-Atlas 4 es la misión que convirtió a Mercury en un programa orbital. Fue la primera nave Mercury en alcanzar la órbita terrestre, la primera prueba real de la red mundial de seguimiento en condiciones de vuelo orbital y la validación en vuelo de las correcciones nacidas del fracaso de MA-3. Su cápsula, además, encierra una historia poco frecuente: la de un vehículo que fracasó, se recuperó del mar, se reparó y volvió a volar para tener éxito.

De los vuelos no tripulados suele decirse que son trámites. MA-4 muestra lo contrario: sin esa órbita solitaria de septiembre de 1961, con un maniquí respirando en el asiento y dos cintas de voz hablando a estaciones repartidas por el mundo, ni el vuelo de Enos en MA-5 ni el de John Glenn habrían tenido base sobre la que autorizarse.