Gemini 1

Prima che esistesse una missione Gemini 1, esisteva un problema tecnico che stava quasi facendo deragliare il programma. Il missile balistico Titan II, scelto come base del vettore Gemini, soffriva di un'oscillazione longitudinale che faceva sobbalzare il veicolo durante la combustione del primo stadio. Il fenomeno fu presto soprannominato "pogo stick", ben presto abbreviato in pogo, e la sua causa resistette a lungo a ogni spiegazione. Per un missile con testata nucleare era fastidioso; per un missile con due piloti a bordo era un ostacolo serio: l'accelerazione normale premeva già l'equipaggio contro i sedili con circa due volte e mezzo la gravità terrestre, e una vibrazione aggiuntiva di altre due volte e mezzo g avrebbe potuto impedire loro di reagire in un'emergenza — proprio in un programma in cui l'equipaggio aveva un ruolo molto maggiore rispetto al Mercury.

La ricerca di un rimedio fu puro metodo per tentativi. Un aumento della pressione nel serbatoio del propellente del primo stadio ridusse il pogo della metà nel quarto volo di prova, il 25 luglio, senza che nessuno riuscisse davvero a spiegarne il motivo. Gli ingegneri della Martin sospettarono oscillazioni di pressione nelle linee del propellente, paragonabili al colpo d'ariete in una tubazione, e proposero di installare un tubo di sovrapressione (standpipe) nella linea dell'ossidante per smorzare i picchi di pressione, qualcosa di simile alle camere di compensazione delle centrali idroelettriche. Il rimedio fu installato sull'ottavo Titan II del programma di sviluppo dell'Aeronautica, il missile N-11, lanciato il 6 dicembre 1962, e il risultato fu l'opposto: invece di smorzare il pogo, lo portò fino a cinque g, e la vibrazione spense i motori del primo stadio prima del previsto. Robert Gilruth trovò in quel disastro l'unica consolazione disponibile davanti al comitato direttivo: che il tubo avesse alterato l'oscillazione dimostrava almeno che si stava lavorando nel punto giusto.

Il Titan II successivo, il 19 dicembre, volò senza tubi, con maggiore pressione nei serbatoi e con linee dell'ossidante in alluminio anziché in acciaio; l'ampiezza scese in modo notevole, anche qui senza una spiegazione chiara. Nel decimo volo, il 10 gennaio 1963, il pogo nel punto in cui in seguito si sarebbe seduta una navicella con equipaggio raggiunse un minimo di sei decimi di g — già vicino a quanto era stato tollerato sul Mercury, ma lontano dall'obiettivo che la NASA fissava a non più di un quarto di g. Lo stesso volo portò un altro spavento: la spinta del secondo stadio rimase alla metà del previsto, un guasto che nei voli precedenti era stato attribuito al pogo e che ora si rivelava un problema a sé stante.

Il nodo si sciolse tra la fine del 1963 e il gennaio del 1964. Dopo il terzo successo consecutivo del sistema di smorzamento — i missili N-25, N-29 e N-31 — Robert Seamans dichiarò che esisteva ormai una comprensione qualitativa sufficiente del problema e della sua soluzione per procedere con Gemini; i rapporti settimanali sullo stato del Titan II che l'Aeronautica gli aveva inviato fino ad allora furono sospesi in quanto non più necessari. Il vettore, che per un anno e mezzo era stato la maggiore incognita del programma, smise di esserlo quasi da un giorno all'altro. Gemini 1 avrebbe confermato in volo quel verdetto, e lo avrebbe fatto un giorno prima dell'ultimo test del programma di ricerca e sviluppo del missile stesso.

L'obiettivo principale della prima missione Gemini, così come era stato fissato nel programma di volo rivisto dell'aprile 1963, era dimostrare che il Titan II poteva lanciare la navicella Gemini e metterla in orbita entro i vincoli imposti da un volo con equipaggio. Tutto il resto ne derivava. La NASA voleva verificare l'integrità strutturale della navicella, la compatibilità tra questa e il vettore, le condizioni di riscaldamento durante la salita, le prestazioni del vettore, i circuiti del suo sistema di controllo di volo, la precisione dell'immissione in orbita e il sistema di rilevamento dei guasti — quell'insieme di sensori che, nelle missioni con equipaggio, avrebbe dovuto avvertire l'equipaggio che era giunto il momento di fuggire. Il test copriva tutte le fasi fino all'immissione in orbita, e nessuna in più. Erano inoltre la prima navicella e il primo vettore di serie del programma.

Da questo approccio nacque una navicella insolita. Il compito della navicella 1 era raccogliere e trasmettere dati, per cui fu costruita priva della maggior parte dei sistemi normali: al loro posto trasportava apparecchiature di simulazione e zavorra che riproducevano la massa, il baricentro e i momenti d'inerzia del veicolo reale. Strutturalmente, differiva dalle sue sorelle in un solo punto, ma decisivo: poiché non era previsto alcun recupero, lo scudo termico non doveva proteggere nulla e serviva solo a chiudere la struttura; quattro grandi aperture nel materiale ablativo garantivano che la navicella si distruggesse completamente al rientro. Il poco che funzionava davvero era montato su due telai speciali, situati nel punto che in seguito avrebbe occupato l'equipaggio — una soluzione ereditata dal "simulatore di equipaggio" del Mercury: un transponder radar in banda C con la relativa apparecchiatura, affinché i radar a terra potessero seguirla, e tre trasmettitori di telemetria, alimentati da strumenti che misuravano pressione, vibrazione, accelerazione, temperatura e carichi strutturali.

La McDonnell iniziò i test della navicella 1 il 5 luglio 1963, con l'intenzione di inviarla a Cape Canaveral a metà agosto. La prima fase di test consisteva nel verificare che ogni parte funzionante facesse ciò che doveva, e molte non lo facevano: i test furono interrotti il 21 luglio. I telai degli strumenti accumulavano difetti, soprattutto nei loro circuiti elettrici e nella risposta alle vibrazioni; un trasmettitore e un radiofaro radar dovettero essere restituiti ai produttori per prestazioni insufficienti. Corretti questi punti, i test ripresero il 5 agosto e terminarono senza ulteriori incidenti il 21 agosto. Quattro giorni dopo, i tecnici accoppiarono i moduli principali, e la navicella, ormai completa, passò alla seconda fase di test, quella di verifica dei sistemi, in cui si controlla l'interazione dell'insieme e la compatibilità tra le sezioni accoppiate. L'arrivo al Cape fu quindi rinviato al 20 settembre.

Il contrasto con il vettore è la chiave per capire cosa accadde poi. La navicella 1 era poco più di un involucro strumentato; il GLV-1, invece, era un vettore a pieno titolo. Quando venne il turno della seconda missione, i ruoli si sarebbero invertiti.

Il 3 marzo 1964, navicella e vettore erano finalmente insieme sul Complesso di Lancio 19 di Cape Kennedy. Si era appena conclusa la serie di test che mostrava come tutti i sistemi del vettore funzionassero, e la navicella pendeva da un treppiede nella "stanza bianca" in cima all'erector. Questa stanza a quattro piani, dotata di una gru da quattro tonnellate e mezzo per sollevare la navicella, era isolata dall'esterno e veniva mantenuta a una temperatura costante di 295 kelvin e a un'umidità relativa del 50%, per offrire un ambiente controllato a navicella e stadio superiore. Accanto all'erector si ergeva una torre ombelicale alta 31 metri, i cui sette bracci portavano 31 cavi e linee che fornivano energia elettrica, propellenti e tutto il resto fino al momento del lancio. Il lancio era previsto per il 28 marzo 1964.

Un test precedente all'accoppiamento, il 4 marzo, confermò che la navicella era pronta per unirsi il giorno successivo all'adattatore imbullonato allo stadio superiore. Il lavoro subì un breve ritardo per un piccolo incidente molto umano: a un tecnico della McDonnell cadde una chiave inglese sulla cupola del serbatoio dell'ossidante, proprio sotto la navicella. Una pellicola di plastica proteggeva la cupola, ma l'impatto lasciò sulla superficie in acciaio un graffio lungo 0,95 centimetri e profondo 0,0038 centimetri, in un punto in cui la parete era spessa solo 0,16 centimetri; l'area fu levigata fino alla profondità del segno, e si verificò che il metallo restasse integro.

All'accoppiamento meccanico seguì quello elettrico, e prima di esso un test combinato dei sistemi del vettore, programmato per domenica 8 marzo, seguito da tre test di interferenza elettromagnetica tra il 9 e il 13. Nulla andò secondo programma. Piccoli problemi ritardarono il test combinato fino a martedì, e i test di interferenza iniziarono solo giovedì 12. Il primo tentativo dovette essere interrotto e costò altri quattro giorni; quello di lunedì 16 si svolse bene e incoraggiò il gruppo a collegare subito il secondo, che fallì per un errore di procedura. Il terzo tentativo, giovedì 19, portò cattive notizie: alcuni amplificatori nei circuiti che controllavano gli attuatori tandem — quelli che muovono i motori per correggere la rotta — davano uscite rumorose. Un test a secco il giorno seguente riprodusse il guasto. La discussione su come risolvere il problema si concluse martedì 24, quando gli specialisti della Martin trovarono il problema dove meno piace trovarlo e dove più sollievo dà: nella propria attrezzatura di test. Una verifica il giorno seguente lo confermò, e quella notte l'attrezzatura sospetta fu rimossa, rendendo validi i dati del test a secco. I test avevano consumato quasi due settimane in più del previsto, e il lancio fu rinviato al 7 aprile 1964.

Da quel momento le cose iniziarono a fluire. Venerdì 27 marzo, un test combinato dei sistemi e un volo simulato si svolsero senza problemi seri. Martedì 31, furono sostituiti tutti i pezzi non idonei al volo che il GLV-1 aveva portato al Cape, e fu installata l'attrezzatura antipogo. Quella stessa notte si sarebbero dovuti riempire i serbatoi come parte della prova generale con i propellenti, la cosiddetta prova umida simulata, e alle nove di sera, mentre l'area veniva sgomberata per l'inizio del rifornimento, qualcuno vide del fumo uscire da un interruttore sulla rampa di lancio. Il trasformatore e il motore dell'interruttore si erano bruciati. Non era un componente qualsiasi: quell'interruttore commutava automaticamente il complesso sull'alimentazione ausiliaria in caso di guasto della corrente commerciale, e senza di esso un'interruzione di corrente avrebbe lasciato fuori uso per mezz'ora il sistema di allagamento con acqua dell'area — la risposta prevista in caso di perdita di propellente. All'1:18 del mattino fu trovato e installato un trasformatore sostitutivo; il motore diede più problemi, finché non si prese in prestito quello del bunker di comando, il cui sistema poteva essere azionato anche manualmente. Si perse un altro giorno.

Il rifornimento di propellenti riprese poco prima delle dieci di sera di mercoledì e terminò quattro ore dopo. Il conto alla rovescia iniziò alle cinque del mattino di giovedì e si scontrò subito con un problema meteorologico: il Cape si trovava sotto un'inversione atmosferica, uno strato di aria calda sopra l'aria fredda al suolo che, in caso di incidente, avrebbe impedito la dispersione verso l'alto dei vapori tossici. Il conto alla rovescia fu sospeso tra le sette e le otto e mezza, quando l'inversione iniziò a dissolversi. Dopo la rimozione delle linee del propellente, il conto alla rovescia proseguì normalmente fino a tre minuti prima dell'orario previsto, quando un piccolo errore — subito corretto — costrinse a tornare a T-5. Cinque minuti dopo, a mezzanotte e mezza, il conto alla rovescia raggiunse T-0, il momento in cui, in un lancio reale, si sarebbe acceso il primo stadio. Il test fu un pieno successo, senza problemi sulla navicella e con un solo errore di procedura nel conto alla rovescia del vettore. Dopo un test di vibrazione del GLV-1, lo svuotamento dei serbatoi richiese cinque ore e terminò a mezzanotte.

Nel pomeriggio di venerdì 3 aprile si riunì il comitato di revisione dell'idoneità al volo della navicella. Dalla revisione precedente, a febbraio, restava in sospeso solo un interruttore di protezione non ancora pienamente qualificato, che la McDonnell dichiarò idoneo e che il comitato accettò; erano emersi due nuovi problemi, entrambi facilmente risolvibili. Tutto dipendeva dal volo simulato di domenica 5 aprile, che si svolse in modo pulito: la navicella 1 era pronta. L'idoneità del vettore fu esaminata nel pomeriggio di sabato, con due incidenti segnalati dall'Aeronautica, uno dei quali si rivelò inesistente e l'altro un rapporto di analisi smarrito su un guasto del pilota automatico secondario, che una telefonata confermò già analizzato. Dopo il volo simulato, Walter Williams convocò il comitato di revisione della missione, ascoltò i rappresentanti di tutti i gruppi coinvolti dire che tutto era pronto, e annunciò a mezzogiorno che la NASA si stava dirigendo verso un lancio non prima delle undici del mattino di mercoledì 8 aprile. Martedì mattina, il gruppo di revisione dello stato del GLV-1 diede l'approvazione finale, e alle nove il comitato per la sicurezza del volo impegnò il veicolo al lancio.

Il conto alla rovescia finale era pianificato in due segmenti, per un totale di 390 minuti. Il primo, di 60 minuti, iniziò prima dell'alba di martedì e terminò alle cinque del mattino, quando il conto alla rovescia fu sospeso per ventitré ore e mezza per preparare la navicella, installare e collegare i pirotecnici, eseguire alcuni test del vettore e caricare i propellenti. Il rifornimento del GLV-1 fu completato alle 4:10 del mattino di mercoledì, con circa settantacinque persone della Martin, dell'Aeronautica, dell'Aerojet-General e dell'Aerospace sulla rampa; trenta specialisti di sistemi della McDonnell e del Manned Spacecraft Center arrivarono al bunker di comando alle quattro e mezza. La pausa terminò puntualmente un'ora dopo, e il conto alla rovescia finale iniziò alle sei, a T-300. Nelle cinque ore successive non si verificò un solo errore.

Un secondo dopo le undici del mattino di mercoledì 8 aprile 1964, il motore del primo stadio si accese. Su quel secondo di ritardo, Williams avrebbe poi scherzato con i giornalisti, dando la colpa all'orologio del poligono. Quattro secondi dopo, le 136 tonnellate del veicolo si sollevarono dalla rampa, sopra la fiamma insolitamente chiara caratteristica dei propellenti ipergolici del Titan II, e in pochi istanti l'insieme scomparve nel cielo caldo della Florida, fuori dalla portata dei sensi, ma non dei sensori. La telemetria raccontava ai controllori ciò che era già visibile a occhio nudo: il lancio si stava svolgendo in modo pressoché perfetto.

Due minuti e mezzo dopo il lancio, consumate le 118 tonnellate di propellente del primo stadio, i motori si spensero a un'altitudine di 64 chilometri e una gittata di 91 chilometri. Il motore del secondo stadio si accese, e i quattro bulloni che univano i due stadi esplosero come previsto, sganciando lo stadio ormai esaurito. A cinque minuti e mezzo dal volo, si spense anche il secondo stadio, consumate le sue 27 tonnellate di propellente: a 1.000 chilometri di gittata, 160 chilometri di altitudine e 7.888 metri al secondo, la navicella 1 — ancora unita al secondo stadio del GLV-1 — era in orbita. L'unico appunto che un purista avrebbe potuto muovere fu un eccesso di sette metri al secondo nella velocità di immissione, che portò l'apogeo a 320 anziché ai 299 chilometri previsti. Gli obiettivi principali — dimostrare che il vettore svolgeva il proprio compito e che la struttura dell'insieme era solida — furono raggiunti senza discussione, come dichiarò Williams alla stampa subito dopo il lancio; il generale Ben Funk, della Space Systems Division, lo definì un volo da sogno.

La missione di Gemini 1 fu molto più breve del suo viaggio. Solo le prime tre orbite facevano parte del piano di volo: quando la navicella passò per la terza volta su Cape Kennedy, circa 4 ore e 50 minuti dopo il lancio, il primo volo Gemini fu dichiarato ufficialmente concluso. Né la navicella né lo stadio si separarono in alcun momento; entrambi orbitarono la Terra come un unico corpo, con lo stadio, di 3,05 metri di diametro e 5,8 metri di lunghezza, rimasto unito al veicolo. L'orbita risultante fu di 160,5 per 320,6 chilometri, con un periodo di 89,3 minuti.

Ci si aspettava che l'insieme rimanesse in orbita per circa tre giorni e mezzo, ma poiché l'orbita risultò leggermente più alta del previsto, vi rimase per quasi quattro giorni. Durante questo periodo, la rete mondiale di tracciamento dei voli con equipaggio, diretta dal Goddard Space Flight Center, seguì il veicolo via radar con le stazioni di Kennedy, Grand Bahama, San Salvador, Bermuda, Woomera in Australia, Hawaii, Point Arguello in California, White Sands nel New Mexico e la base aeronautica di Eglin in Florida. Domenica 12 aprile 1964, alla sua 64ª orbita, la navicella, sempre più frenata, rientrò in atmosfera e concluse la sua traiettoria in fiamme sull'Atlantico meridionale, a metà strada tra il Sud America e l'Africa. Le quattro aperture dello scudo termico avevano svolto il loro compito. La NASA concluse che i sistemi si erano comportati entro le tolleranze previste e dichiarò il test superato; Seamans si congratulò con l'Aeronautica per il suo programma di vettori.

Il volo chiuse un capitolo e ne aprì un altro. Il vettore era ormai considerato qualificato per le missioni con equipaggio; la navicella no. Quando il comitato direttivo di Gemini si riunì una settimana dopo la missione, il 15 aprile, l'atmosfera era di ottimismo rilassato: il programma di lavoro prevedeva il secondo volo per la fine di agosto e il terzo per metà novembre, ciascuno con quasi quattro settimane di margine per assorbire gli imprevisti. Nessuna delle due date sarebbe stata rispettata.

L'imprevisto arrivò da due parti. Dal lato meteorologico, prima un fulmine e poi una serie di uragani danneggiarono il secondo vettore direttamente sul complesso 19 e ne ritardarono il volo ben oltre la data prevista. Dal lato industriale, la navicella 2 — la prima completamente equipaggiata a passare per la catena di montaggio della McDonnell — accumulava ritardi nelle consegne dei sistemi propulsivi della Rocketdyne e delle celle a combustibile della General Electric che ne avevano rallentato la costruzione durante il 1963, e poté iniziare i suoi test di sistema solo il 13 gennaio 1964. La sua revisione di progetto, prevista per novembre 1963 e rinviata a febbraio 1964, rivelò una lunga lista di discrepanze minori, tradottesi in 22 modifiche obbligatorie, quattro condizionali e dieci da valutare. A metà aprile 1964, la navicella 2 era diventata l'elemento che scandiva il ritmo della seconda missione — il dubbio onore che, prima del primo volo, era spettato al vettore.

Il successo rianimò per un momento anche una vecchia idea. George Mueller, preoccupato per il futuro di Apollo dopo la cancellazione dei voli con equipaggio con il Saturn I — il che lasciava Gemini come unico sistema disponibile per i voli orbitali con equipaggio per uno o due anni —, volle sapere se con la navicella Gemini si potesse effettuare una missione lunare, in modo da preparare un piano alternativo di circumnavigazione della Luna. Una rassegna di studi precedenti suggerì che fosse fattibile, e propose di incaricare la McDonnell di un'analisi dettagliata, ma l'idea non ebbe seguito: la NASA aveva investito troppo in Apollo, in denaro, tempo e prestigio, e l'8 giugno Seamans comunicò a Mueller che non ci sarebbero stati fondi per contratti di studio e che qualsiasi lavoro sulle missioni circumlunari con Gemini sarebbe rimasto interno.

Le conseguenze immediate di Gemini 1 arrivarono l'inverno seguente. Gemini 2 decollò il 19 gennaio 1965 alle 9:03:59 ora della costa orientale, dallo stesso complesso 19, in un volo suborbitale di 18 minuti e 16 secondi, con un'altitudine massima di 171,2 chilometri e una massa al lancio di 3.133,9 chilogrammi: questa volta furono testati la navicella, il suo scudo termico e il suo rientro, controllati da un sequenziatore automatico di bordo. Due mesi dopo, il 23 marzo 1965, Gemini 3 portò finalmente due uomini nello spazio, in un volo di 4 ore, 52 minuti e 31 secondi. La catena che avrebbe portato al primo rendez-vous orbitale e alla prima passeggiata spaziale americana iniziò in quell'involucro strumentato che nessuno intendeva recuperare.</content>