Progetto Gemini · NASA · Con equipaggio

Gemini V

21 ago 1965, 13:59
Data di lancio
2
Numero di membri dell'equipaggio
7 giorni 22 h
Durata
Successo
Esito

Gemini 5 fu la terza missione con equipaggio del programma Gemini e il volo con cui gli Stati Uniti dimostrarono che un equipaggio e la sua navicella potevano resistere agli otto giorni in orbita che sarebbe costato un viaggio di andata e ritorno verso la Luna. Fu lanciata il 21 agosto 1965 alle 8:59:59 ora della costa orientale (13:59:59 UT) dal Complesso 19 di Cape Canaveral, spinta da un Titan II, con L. Gordon Cooper Jr. come comandante e Charles «Pete» Conrad Jr. come pilota; l'equipaggio di riserva era formato da Neil A. Armstrong ed Elliot M. See Jr. La NASA fissò come obiettivi principali dimostrare il volo con equipaggio di lunga durata, valutare gli effetti di un periodo prolungato di assenza di peso sull'equipaggio e testare procedure e manovre di rendezvous con un dispositivo chiamato Rendezvous Evaluation Pod (REP); tra gli obiettivi secondari figuravano la valutazione del sistema di celle a combustibile e del radar di rendezvous, oltre alla realizzazione di diciassette esperimenti. La missione introdusse per la prima volta le celle a combustibile come fonte principale di energia di una navicella con equipaggio, una tecnologia indispensabile per i voli di lunga durata perché continua a generare elettricità finché viene alimentata con reagenti, a differenza delle batterie chimiche usate fino ad allora. Fu proprio questa novità a rischiare di far interrompere il volo: poche ore dopo il lancio, la pressione nel serbatoio di ossigeno del sistema di celle a combustibile scese da un valore nominale di 850 psia a un minimo di 65 psia, e Cooper, fuori dal contatto radio, decise di spegnere la navicella. Il test del REP fu annullato, e per ore si valutò un rientro anticipato. Test improvvisati eseguiti dalla McDonnell a St. Louis mostrarono che le celle potevano funzionare a bassa pressione, i direttori di volo autorizzarono di riaccenderle, e la missione proseguì. Senza il REP, Edwin E. «Buzz» Aldrin ideò da terra un'alternativa: il terzo giorno, Cooper condusse la navicella verso un punto nello spazio calcolato dai controllori di volo, nel cosiddetto «rendezvous fantasma», la prima manovra di precisione nella storia del volo spaziale con equipaggio. Da quel momento la missione si affievolì progressivamente: un guasto a un blocco di motori del sistema OAMS costrinse ad annullare tutti gli esperimenti che consumavano propellente, e la navicella trascorse gli ultimi giorni alla deriva, senza controllo. Nonostante ciò, l'equipaggio completò sedici dei diciassette esperimenti previsti, incluse le prime fotografie orbitali della luce zodiacale e del controbagliore. La retroaccensione avvenne all'orbita 120, un giro prima del previsto a causa della minaccia di maltempo sulla zona di recupero, dopo 190 ore, 27 minuti e 43 secondi di volo. Gemini 5 ammarò il 29 agosto alle 7:55:13 ora della costa orientale, nell'Atlantico occidentale, dopo 190 ore, 55 minuti e 14 secondi di missione, un tempo più breve del previsto a causa di un errore umano nella programmazione del computer a terra. Cooper e Conrad furono recuperati dalla portaerei USS Lake Champlain in buone condizioni fisiche, e il loro recupero nei due giorni successivi fu l'argomento con cui la NASA considerò dissipata la preoccupazione medica sull'assenza di peso prolungata e fattibile la missione lunare sotto questo aspetto.

Obiettivi

Gli obiettivi principali di Gemini V erano dimostrare un volo con equipaggio di lunga durata — il volo fu progettato per otto giorni —, valutare gli effetti di periodi prolungati di assenza di peso sull'equipaggio e testare le capacità e le manovre di incontro con un pod di valutazione del rendezvous. Tra gli obiettivi secondari figuravano dimostrare tutte le fasi dei sistemi di guida e controllo che sostengono l'incontro e il rientro guidato, valutare il sistema delle celle a combustibile e il radar di incontro, verificare che entrambi i piloti potessero avvicinare la navicella a un altro oggetto ed effettuare diciassette esperimenti.

Carico utile

La navicella Gemini 5, con 3.605 kg al lancio, con L. Gordon Cooper Jr. come comandante e Charles «Pete» Conrad Jr. come pilota, il sistema delle celle a combustibile, il radar di incontro e un pod di valutazione del rendezvous (REP) rilasciato in orbita. Il programma di bordo constava di diciassette esperimenti; tra quelli eseguiti vi furono studi di luce zodiacale, fotografia sinottica del terreno e meteorologica e uno spettrometro delle cime nuvolose, oltre a cinque esperimenti medici e sette tecnologici.

Storia

Otto giorni come misura del viaggio verso la Luna

Nell'estate del 1965 il programma Gemini aveva già completato due voli con equipaggio riusciti consecutivi: Gemini 3 aveva inaugurato la navicella con due uomini a bordo, e Gemini 4 era durata quattro giorni e aveva fatto uscire Edward White dal portello. Restava però da rispondere alla domanda che contava davvero per l'obiettivo lunare: un equipaggio e una navicella sarebbero stati in grado di resistere agli otto giorni che sarebbe costato un volo verso la Luna, un allunaggio e il ritorno? Gemini 5 fu concepita proprio per rispondere a questa domanda. La NASA lo formulò senza mezzi termini nella documentazione della missione: gli obiettivi principali erano dimostrare il volo con equipaggio di lunga durata, valutare gli effetti di periodi prolungati di assenza di peso sull'equipaggio e testare capacità e manovre per un rendezvous con un Rendezvous Evaluation Pod. Gli obiettivi secondari completavano il quadro: dimostrare tutte le fasi dei sistemi di guida e controllo necessari per un rendezvous e un rientro controllato, valutare il sistema di celle a combustibile e il radar di rendezvous, verificare se ciascuno dei due piloti potesse manovrare la navicella fino nelle vicinanze di un altro oggetto, e realizzare diciassette esperimenti.

Il volo di otto giorni raddoppiava il record stabilito dagli Stati Uniti due mesi prima da Gemini 4, e una nuova tecnologia a bordo lo rese possibile: le celle a combustibile. La differenza rispetto a una batteria è di natura, non solo di grado. Una batteria immagazzina reagenti chimici e, una volta esauriti, deve essere ricaricata o scartata; una cella a combustibile converte l'energia di un combustibile — idrogeno liquido — in elettricità tramite una reazione chimica con ossigeno o un altro ossidante, e continua a generare corrente finché viene alimentata con combustibile. Chuck Gay, responsabile dei test della NASA per Gemini 5 al cosmodromo della Florida, lo riassunse in un'intervista del 1965: la missione avrebbe dimostrato una capacità di lunga durata di otto giorni sia per la navicella sia per l'equipaggio, e sarebbe stato anche il primo impiego di celle a combustibile per alimentare una navicella con equipaggio.

Gemini V
Rueda de prensa postvuelo de la tripulación de Gemini 5 en el MSC

Questa esigenza si tradusse in un controllo più rigoroso del materiale. Gay e il suo team trascorsero nove settimane a effettuare test e ispezioni di fabbrica alla McDonnell Aircraft di St. Louis, dove veniva costruita la capsula, e altre otto settimane di verifiche pre-lancio dopo il suo trasferimento a Kennedy. «Durante le quattro missioni Gemini precedenti, specialmente le due con equipaggio, si è acquisita una grande quantità di conoscenza», spiegò Gay; le specifiche, già rigorose, furono ulteriormente inasprite per Gemini 5, e le procedure di ispezione furono più severe di qualsiasi altra applicata fino ad allora.

Ciò che si decise e ciò che si scartò prima del volo

La preparazione di Gemini 5 fu tanto una catena di decisioni di programma quanto un addestramento. Dopo Gemini 4 restarono diverse questioni da risolvere prima del volo: se volare una traiettoria di rientro sicura contro i guasti, se ci sarebbe stata un'uscita nello spazio, quali tute avrebbe indossato l'equipaggio, se gli astronauti avrebbero potuto addestrarsi in tempo per accorciare l'intervallo tra i lanci da tre a due mesi, e se gli scienziati avrebbero avuto i loro esperimenti pronti in tempo per integrarli nell'addestramento.

La traiettoria di rientro sicura contro i guasti — una traiettoria che garantiva il ritorno senza dipendere dal sistema propulsivo — era stata pianificata per tutti i voli con equipaggio Gemini: le missioni senza rendezvous avrebbero usato i motori della navicella per il rientro in atmosfera, le altre sarebbero dipese dall'Agena. La sede centrale della NASA aveva imposto questa precauzione per Gemini 3, il cui equipaggio in seguito ne parlò poco; McDivitt e White, al contrario, la criticarono duramente dopo Gemini 4, perché riservare propellente per la manovra di sicurezza li aveva costretti a limitare operazioni ed esperimenti. Poiché Gemini 5 era pianificata per otto giorni e diciassette esperimenti, Houston volle eliminarla, e poiché i retrorazzi avevano funzionato come annunciato anche dopo quattro giorni nello spazio, George Mueller acconsentì.

La seconda decisione fu di non ripetere un'altra uscita nello spazio. Quella di White era un numero difficile da superare e c'era poco da guadagnare, mentre il sistema ambientale non era pronto per nulla di più avanzato. C'erano altre ragioni: McDivitt e White avevano già avuto difficoltà a riporre il materiale del rientro, e le prossime missioni, di otto e quattordici giorni, avrebbero generato ancora più disordine a bordo; l'equipaggio di Gemini VI voleva concentrarsi sul rendezvous e l'aggancio. Mueller e William Schneider decisero che non ci sarebbe stata EVA in nessuna delle tre missioni successive. I piloti di Gemini 5, al contrario, avevano sostenuto un maggiore comfort in orbita — volare con casco, occhiali e maschere per l'ossigeno, ma senza tuta —; persero questa discussione e finirono per indossare le tute spaziali G4C, acquistate per loro ancor prima che si decidesse l'attività EVA di Gemini 4.

Cooper, Conrad e una corsa contro il tempo nell'addestramento

Accorciare gli intervalli tra le missioni faceva parte del problema di preparare l'equipaggio in tempo. Quando nel settembre 1964 si studiarono per la prima volta piani per accelerare il calendario, le operazioni di volo e l'addestramento dell'equipaggio emersero come i probabili colli di bottiglia. Lo studio si concluse e fu approvato nel gennaio 1965, e a quel punto Gemini 5 non aveva ancora un equipaggio assegnato. Cooper e Conrad furono infine nominati l'8 febbraio, con Neil A. Armstrong ed Elliot M. See Jr. come riserve. Da quel momento, dodici uomini — gli equipaggi delle missioni 3, 4 e 5 — facevano la fila per i simulatori, e verso fine giugno il programma di addestramento di Gemini 5 entrò in difficoltà; la situazione migliorò un po' quando il simulatore di Houston, usato soprattutto per familiarizzare in generale i nuovi equipaggi con i sistemi Gemini, fu riconfigurato specificamente per Gemini 5.

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Cooper y Conrad ante la Cámara de Representantes de EE UU. tras el vuelo

Il team di supporto a terra alle consolle includeva tre astronauti come capcom: Edwin E. «Buzz» Aldrin a Houston, Virgil I. «Gus» Grissom al Cape e James A. McDivitt a Houston.

Uno degli obiettivi centrali, testare il rendezvous con il pod di valutazione, divenne più urgente dopo i dubbi lasciati da Gemini 4. Analizzando quel volo, Robert Seamans chiese al Centro di Ricerca Langley di studiare la meccanica orbitale, in particolare le complesse decisioni di cambio di assetto e velocità e il probabile consumo di propellente con e senza computer. Gli ingegneri di Langley rividero i risultati di Gemini 4 e conclusero che il propellente assegnato per mantenere la posizione sembrava sufficiente, ma l'equipaggio semplicemente non era stato addestrato adeguatamente per il compito. Paul Purser lo riassunse poi senza mezzi termini: nessuno era stato «adeguatamente addestrato», nel senso che le differenze tra i movimenti sulla Terra e i movimenti in orbita non erano intuitive né naturali per nessuno.

Cooper e Conrad dedicarono buona parte del loro tempo di addestramento a preparare questo esercizio, già considerato un preludio decisivo a Gemini VI e concepito per simulare, per quanto possibile, la fase finale di un rendezvous con un Agena. Restò aperta un'altra questione di Gemini 4: il guasto del computer di bordo. L'IBM, subappaltatrice per l'apparecchiatura, non riuscì a riprodurre il difetto su un computer di prova, e il computer di Gemini 4 stesso aveva funzionato senza problemi per cinquecento test a St. Louis. Poiché l'origine del problema restava un mistero, l'IBM equipaggiò il computer di Gemini 5 con un interruttore manuale che permetteva di aggirare le aree possibilmente responsabili.

L'esercizio del doppio conto alla rovescia e il rinvio

Un'altra esigenza della prima missione di rendezvous, che Cooper e Conrad esercitarono, fu un conto alla rovescia simultaneo, con il loro Titan II e la loro navicella sulla rampa di lancio 19 e un Atlas-Agena sulla rampa 14, per dare ai team di lancio e ai controllori di volo esperienza nel lanciare due veicoli in momenti precisi. Il 22 luglio, l'equipaggio di Gemini 5 percorse i passi di un doppio lancio che accumulò cinque interruzioni — dovute al rifornimento di propellente, a un interruttore guasto sul pannello, a problemi con la navicella, al comportamento irregolare del sequenziatore del terreno di lancio e a impulsi disturbanti alle stazioni Lockheed — e che durò 867 minuti invece dei 505 previsti. Nondimeno, servì allo scopo di addestramento a cui era destinato. Terminato l'esercizio, la torre di servizio abbassata non riuscì a rialzarsi, e l'equipaggio dovette essere salvato con il «cherry picker», la cabina montata in cima a una gru già usata nel programma Mercury e che Cooper aveva insistito per includere nel programma Gemini; scendere al suo interno gli diede una sensazione di soddisfazione.

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La cápsula de Gemini 5 izada a bordo del buque de recuperación

Cooper e Conrad accumularono giornate di lavoro interminabilmente lunghe, e il lancio previsto per il 9 agosto era semplicemente fissato troppo presto. Il capo degli astronauti, Donald K. Slayton, volò a Washington per cercare di convincere Mueller a rinviare la data, e il 21 luglio Mueller acconsentì, seppur controvoglia, a spostare il lancio al 19 agosto. Le consuete verifiche iniziarono il 29 luglio con la revisione di prontezza al volo della navicella, seguita da quella del vettore il 16 agosto, quella della missione il 17 e quella di sicurezza di volo il 18. Il 19 agosto, Everett E. Christensen, della sede centrale della NASA, assunse il ruolo di direttore di missione.

Quella mattina minacciavano temporali, e il team operativo decise di procedere e lanciare se possibile; ma il temporale annunciato investì la zona della rampa di lancio, e — come già accaduto con Gemini 2 — un fulmine caduto vicino agli impianti elettrici fece oscillare il computer di bordo della navicella. Alla fine la torre di servizio fu rialzata, si aiutò l'equipaggio a uscire dalla capsula, i propellenti furono scaricati, la pirotecnica rimossa o disattivata, e si avviò un ciclo di ripetizione di quarantotto ore.

«Eight days or bust»: la toppa sul carro

Gemini 5 fu la prima missione della NASA ad avere un proprio distintivo. Dopo Gemini 3, l'agenzia aveva proibito agli astronauti di dare nomi alle proprie navicelle; Cooper, che aveva notato di non essere mai stato in un'organizzazione militare senza un emblema, propose un distintivo di missione come simbolo del volo, e la NASA acconsentì: questi distintivi ricevettero il nome generico di «distintivi Cooper». Il disegno venne dalla famiglia: il suocero di Conrad aveva intagliato un modello di uno dei carri coperti che attraversavano il continente, e quest'immagine ispirò Cooper a creare un distintivo con questo motivo — un carro Conestoga, in allusione al carattere pionieristico del volo — con il motto «Eight days or bust», «otto giorni o si scoppia», ricamato sul fianco del carro.

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Cooper y Conrad reciben una alfombra roja a bordo del USS Lake Champlain

Un appello personale all'amministratore della NASA James Webb ottenne, dopo una lunga discussione, l'approvazione per il distintivo, ma non per il motto. Webb lo detestava: se la missione non avesse raggiunto gli otto giorni completi, per qualsiasi motivo, molti avrebbero detto che era «scoppiata». In un memorandum del 14 agosto 1965 indirizzato a Deke Slayton, direttore delle operazioni dell'equipaggio di volo, approvò il concetto ma espresse la sua riserva sul motto: «Ho una preoccupazione molto forte riguardo al motto '8 days or bust'. Vorrei che si potesse eliminare. Se il volo non raggiunge gli otto giorni, molti diranno che è 'scoppiato'.» L'obiezione dei responsabili era duplice: il motto dava troppo peso alla durata della missione a scapito degli esperimenti, e poteva portare il pubblico a percepire come un fallimento un volo che non completasse la durata totale. Poiché i distintivi erano già stati fabbricati con il motto, fu cucita una toppa di tessuto — nylon — sopra il motto negli esemplari indossati da Cooper e Conrad durante il volo.

Conrad, noto per avere sempre una battuta pronta, battezzò la missione in un altro modo: «otto giorni in un bidone della spazzatura», in allusione alle dimensioni della cabina Gemini, paragonabile al sedile anteriore di un Volkswagen Maggiolino.

Lancio: il pogo del Titan II

Sabato 21 agosto, Guenter F. Wendt, direttore del lancio per la McDonnell, sistemò Cooper e Conrad nei loro sedili. «We're on our way», disse Cooper mentre Gemini 5 decollava dalla rampa 19 a Cape Kennedy. Il Titan II modificato li mise in moto per un viaggio molto più lungo di quello di qualsiasi carro che avesse mai attraversato il continente. Il lancio fu regolare, ma presto comparvero le oscillazioni pogo, la vibrazione assiale del razzo: durante il volo del primo stadio si registrarono picchi di +0,38 g, sopra il massimo consentito di +0,25 g, per un totale di circa tredici secondi. Conrad e Cooper notarono che la loro vista e il loro parlato furono momentaneamente compromessi dalle vibrazioni. Pochi secondi prima della separazione dello stadio, le vibrazioni cessarono.

Nei tre giorni successivi al lancio, l'analisi dei dati di volo mostrò che i tubi verticali dell'ossidante erano stati caricati solo con il dieci per cento del volume di azoto necessario; l'errore fu rapidamente attribuito alle procedure pre-lancio, che furono corrette. Fu l'unica anomalia di pogo che colpì una missione Gemini, e vibrazioni così severe non si ripeterono nei voli successivi.

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Cooper y Conrad salen de la cápsula tras el amerizaje

Il filmato del lancio mostrò inoltre una serie di lampi di luce inspiegati nel getto di scarico del primo stadio, senza che la telemetria registrasse nulla che potesse averli causati. La revisione successiva di lanci Gemini precedenti e di filmati di prova del missile intercontinentale Titan II mostrò che i lampi erano presenti anche lì; furono attribuiti al nastro adesivo usato per fissare sacchetti essiccanti al tubo di scarico della turbina. La metà superiore del primo stadio del Titan II, con il suo serbatoio di tetrossido di azoto e la struttura circostante, fu trovata galleggiante nell'Atlantico e recuperata; oggi è esposta nell'Hangar C del Museo della Forza Spaziale di Cape Canaveral.

Gemini 5 si separò dal secondo stadio del vettore a 163 chilometri di altitudine, con un apogeo orbitale di 349 chilometri. La pagina ufficiale della missione della NASA colloca l'orbita di inserimento, alle 9:05:55, a 162,0 per 350,1 chilometri; l'inclinazione orbitale era di 32,61 gradi e il periodo di 89,59 minuti. La massa al lancio fu di 3.605 chilogrammi.

La crisi delle celle a combustibile

Data la durata della missione, l'approvvigionamento di ossigeno e idrogeno della cella a combustibile fu una preoccupazione fin dall'inizio. Cooper intendeva far funzionare le celle alla pressione più bassa possibile, ma Conrad notò improvvisamente che la pressione era scesa troppo. Il controllo di volo gli ordinò di accendere il riscaldatore dell'ossigeno per farla salire, ma, con sua sorpresa, l'ago continuò a scendere. Circa mezz'ora dopo il rilascio del REP, McDivitt, come capcom, chiese all'equipaggio di controllare i riscaldatori delle celle per mantenere la pressione corretta nei serbatoi dei reagenti. «Abbiamo controllato», rispose Cooper; «non ottengo un aumento della corrente passando al riscaldatore manuale dell'ossigeno della cella, né alcuna lettura passando su automatico. Il riscaldatore dell'idrogeno funziona perfettamente.»

Circa trentasei minuti dopo l'inizio del test del sistema di rendezvous, l'equipaggio notò che la pressione nel serbatoio dell'ossigeno del sistema di celle stava scendendo. In un momento precedente del volo, l'elemento riscaldante dell'approvvigionamento di ossigeno si era guastato, e la pressione scese dal valore nominale di 850 psia a un minimo di 65 psia a 4 ore e 22 minuti di volo. Era ancora sopra il valore minimo di 22,2 psia, ma si decise di annullare l'esercizio con il REP e spegnere la navicella. Fuori dalla portata radio, Cooper dovette decidere senza aiuto delle stazioni a terra quando la pressione scese sotto i 138 newton per centimetro quadrato (200 libbre per pollice quadrato): non aveva mai visto una cella a combustibile funzionare a una pressione così bassa, temette che potesse guastarsi del tutto, e decise, controvoglia, di spegnere il sistema. Senza energia elettrica, il rendezvous con il pod era escluso. La causa dell'incidente fu attribuita a un cortocircuito nel riscaldatore del serbatoio dell'ossigeno, che fece scattare un interruttore.

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Fotografía de la Tierra y el horizonte durante los ocho días en órbita

L'equipaggio si chiese allora se la missione fosse, come temeva Webb, «scoppiata», e se il direttore di missione Christensen li avrebbe lasciati continuare o li avrebbe rimandati a casa. Il direttore di volo Christopher Kraft affrontava il suo primo problema serio nel nuovo Centro di Controllo Missione. Sapeva che la navicella aveva batteria sufficiente per il rientro anche se la cella fosse fallita completamente, ma doveva sapere se ci sarebbe stato tempo sufficiente per raggiungere una buona zona di rientro, come il Pacifico centrale vicino alle Hawaii alla sesta orbita. Mentre attendeva risposta, la pressione della cella scese a 83 newton (120 libbre). La McDonnell allestì una prova a St. Louis per determinare la pressione minima di funzionamento di una cella. Durante la quarta orbita, la pressione dell'ossigeno si stabilizzò a 49 newton (71 libbre). A quel punto, assicurarono a Kraft che le batterie avrebbero retto tredici ore, e giunse la notizia che i test a bassa pressione a St. Louis stavano andando bene. Con questi dati, Kraft decise che Cooper e Conrad potevano volare almeno un altro giorno.

Il team di Gene Kranz prese il turno. Mentre i suoi risolutori di problemi lottavano con il riscaldatore, Aldrin lavorava con un team della Divisione Pianificazione e Analisi della Missione per progettare manovre per una sorta di rendezvous di pratica, ora che il pod era fuori gioco, nel caso l'energia fosse stata ripristinata. Il team di Kranz ritenne sicuro far funzionare le celle; quando arrivò John Hodge, i tre direttori di volo concordarono di istruire Cooper a ricollegare la corrente. Fu un sollievo verificare che la pressione restava stabile mentre le celle tornavano in funzione. I pianificatori di Hodge diedero poi all'equipaggio esperimenti e verifiche dei sistemi che richiedevano sempre più energia, e la stabilità si mantenne. Supponendo di poter atterrare in anticipo, l'equipaggio aveva iniziato a riordinare; ora, tornando all'attività, la cabina si riempì di nuovo di materiale sparso.

Il REP e il rendezvous che non ci fu

Il primo evento importante della missione era previsto per la seconda orbita. Dopo 2 ore e 13 minuti di volo, Cooper fece imbardare la navicella di novanta gradi ed espulse il pod di rendezvous; la NASA colloca il rilascio orbitale del REP il 21 agosto alle 16:07:15 UTC. Il REP era una replica ottica ed elettronica dell'Agena previsto per le future missioni di rendezvous, dotato di un transponder radar, luci intermittenti, batterie e un'antenna. Il piano prevedeva che Gemini 5 si allontanasse dal pacchetto di strumenti fino a trovarsi sei miglia sotto e quattordici miglia dietro, per poi ricongiungersi con esso.

Cooper girò la navicella all'indietro, accese il radar e ottenne immediatamente un segnale. Il quadrante del radar mostrava il pod allontanarsi a una velocità relativa di due metri al secondo: «Abbiamo espulso il REP», disse Conrad; «si allontana a quattro piedi al secondo sul nostro radar». Conrad si era aspettato che derivasse all'indietro seguendoli, e rimase sorpreso nel vederlo derivare lateralmente; alla fine iniziò a seguirli come previsto. In quel momento, il riscaldatore continuava a non riuscire a far salire la pressione della cella, e l'esercizio fu annullato. Nondimeno, si eseguirono quattro test del radar di rendezvous nel corso della missione, a partire dall'orbita 14 nel secondo giorno.

Il «rendezvous fantasma» del terzo giorno

Cooper e Conrad considerarono il terzo giorno il punto più alto del volo. Lavorarono senza sosta agli esperimenti ed eseguirono una serie di manovre per un «rendezvous fantasma». Aldrin, dottorato al Massachusetts Institute of Technology con una tesi intitolata «Guidance for Manned Orbital Rendezvous», aveva ideato uno schema in cui l'equipaggio si sarebbe incontrato con un punto nello spazio anziché con un oggetto. I controllori di volo fecero i loro calcoli come se stessero seguendo un Agena su un'orbita diversa da quella della navicella, e trasmisero l'informazione all'equipaggio come se il veicolo bersaglio esistesse realmente; usando calcoli da terra e di bordo, Cooper manovrò allora Gemini 5 fino a incontrare quel punto mobile nello spazio, il che gli permise anche di verificare l'intero sistema di manovra.

Gemini V
Fotografía de la Tierra tomada con Hasselblad de 70mm durante Gemini 5

Furono tentate quattro manovre: regolazione dell'apogeo, regolazione di fase, cambio di piano orbitale e manovra coellittica, tutte con l'Orbit Attitude and Maneuver System (OAMS). Movimenti così precisi erano inediti nel volo spaziale con equipaggio, e Cooper posizionò la navicella esattamente nella posizione richiesta da Kraft. Fu la prima manovra di precisione nella storia dei voli con equipaggio. I dubbi sulla capacità di eseguire un rendezvous si dissiparono, e i pianificatori della missione rimasero fiduciosi e pronti per Gemini VI.

Acqua acida, motori morti e una navicella alla deriva

Dopo il rendezvous fantasma, l'equipaggio spense di nuovo i sistemi elettrici e si abbandonò alla deriva, eseguendo esperimenti quando possibile. Con la piattaforma di guida inerziale spenta, ebbero poco successo, ma eseguirono alcuni esperimenti, test radar e test della vista: videro fumo a Laredo, in Texas, ma non riuscirono a distinguere il motivo a scacchiera che era stato preparato per loro su un campo. Al calar della sera, Cooper chiese di poter dormire senza interruzioni, e lo ottenne: dormì sette ore, Conrad cinque, cosicché il giorno seguente iniziò a un'ora più normale. Fu l'ultimo turno con carico di lavoro intenso. Prima, sorvolando la base aerea di Holloman, nel New Mexico, videro un test di slitta a razzo; nel passaggio successivo, sopra Vandenberg, scorsero la scia di un intercettore poco prima di identificare il lancio di un missile Minuteman; e sopra l'Atlantico osservarono la loro portaerei di recupero, la Lake Champlain, con un cacciatorpediniere nella sua scia.

Nel centro di controllo, intanto, sorgevano nuove preoccupazioni. Poiché non c'era modo di espellere all'esterno l'acqua prodotta dalla cella a combustibile, il serbatoio di stoccaggio era stato diviso da una parete a bolla: un lato conteneva acqua potabile, l'altro immagazzinava il liquido acido. Più l'equipaggio beveva, più spazio si liberava per lo scarico della cella. Ma le celle producevano il venti per cento in più di liquido rispetto al previsto. Un'analisi del team di Kranz determinò che, anche a quel ritmo elevato di produzione, sarebbe rimasto un po' di spazio alla fine della missione, e tutti tirarono un sospiro di sollievo. Nel complesso, le celle furono un successo nella produzione di acqua potabile fredda, sebbene gli astronauti riferissero che conteneva una grande quantità di bolle di gas.

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Christopher Kraft en la consola de director de vuelo durante Gemini 5

Verso la fine del quinto giorno emerse il problema che avrebbe segnato il resto del volo: il sistema di assetto e manovra divenne lento, e un motore si guastò. Kraft eliminò tutti gli esperimenti che richiedevano propellente, e l'equipaggio spense il sistema elettrico per contenere l'accumulo di acqua. Furono provate diverse possibili soluzioni per il problema del motore, ma nessuna funzionò. Cooper e Conrad tornarono alla deriva durante il loro periodo di riposo e sonno, e si svegliarono per scoprire che l'intero OAMS era diventato irregolare: due motori si erano ormai guastati. La navicella derivò per il resto della missione, e Cooper accendeva il sistema solo occasionalmente per frenare un beccheggio eccessivo. Quando tutto funzionava, l'equipaggio era stato impegnato; ora Conrad si rammaricava in silenzio di non aver portato un libro.

Il guasto riguardava uno dei blocchi di motori dell'OAMS — quello dei motori 5, 6, 7 e 8 —, che funzionava male ripetutamente. La ragione esatta non fu mai chiarita, e si sospettarono varie cause. La pagina della missione della NASA descrive la sequenza dall'altro estremo: al quinto giorno, il motore numero 7 si guastò, e il sistema di manovra divenne lento; il numero 8 si guastò il giorno seguente, e l'insieme divenne sempre più irregolare.

Il freddo fu un'altra costante. Mentre Gemini 5 andava alla deriva, la cabina si raffreddò; l'equipaggio ridusse al minimo il flusso d'aria e continuò ad avere freddo. Era l'opposto di ciò che era accaduto con Mercury, dove la capsula tendeva a surriscaldarsi. Anche il circuito di raffreddamento della tuta sembrava freddo, così tolsero i tubi e fermarono il flusso all'interno delle tute. La vista delle stelle che giravano dietro il finestrino mentre la navicella oscillava era disorientante, finché Cooper coprì i finestrini e bloccò la vista. Non dormirono neppure meglio di McDivitt e White: dapprima tentarono di alternarsi, ma chi dormiva veniva svegliato immediatamente dalla chiamata da terra — «Gemini 5, Gemini 5, Gemini 5» —, e poiché ci sarebbero state trasmissioni finché uno dei due fosse rimasto sveglio, decisero che questa divisione non funzionava; da quel momento tentarono, con moderato successo, di dormire, mangiare e lavorare contemporaneamente.

Diciassette esperimenti e le fotocamere del Dipartimento della Difesa

Nonostante tutti i problemi, l'equipaggio svolse un lavoro notevole negli esperimenti: dei diciassette previsti, solo uno dovette essere annullato, il D-2, Fotografia di Oggetto Vicino, che dipendeva dal rendezvous con il pod.

Gemini V
Sala de control de la misión Gemini 5

Due esperimenti complementari del Dipartimento della Difesa ebbero successo. Il D-1, Fotografia di Oggetti di Riferimento, dimostrò che l'equipaggio poteva acquisire, seguire e fotografare corpi celesti. Le condizioni meteorologiche ostacolarono un po' il D-6, Fotografia di Superficie, ma Cooper e Conrad ottennero fotografie dell'isola Merritt, in Florida, di Tampico, in Messico, dell'isola Rocas, in Brasile, e del Love Field, a Dallas, Texas. Gli esperimenti di difesa D-4 e D-7, Radiometria Celeste e Fotografia di Oggetti Spaziali, furono combinati per effettuare misurazioni di radiazione su sfondi celesti e terrestri, oltre che su pennacchi di razzi. L'ultimo esperimento di difesa, S-8/D-13, Acuità Visiva e Visibilità dell'Astronauta, combinava un tester della vista in volo con l'osservazione di segni rettangolari in campi vicino a Laredo, Texas, e Carnarvon, Australia; il tempo e i problemi operativi ostacolarono le osservazioni dall'orbita, e sebbene non riuscirono mai a vedere il campo di Carnarvon, il motivo di Laredo fu letto parzialmente all'orbita 48. Il tester dimostrò che la vista dell'equipaggio non cambiò durante gli otto giorni di volo.

Nel capitolo scientifico, Cooper ottenne le prime fotografie della luce del cielo notturno senza luna — la luce zodiacale e il controbagliore —, l'esperimento S-1: eseguì una serie di esposizioni graduate e catturò due immagini del controbagliore, la debole luce nebulosa opposta al Sole. Come i loro predecessori, Cooper e Conrad scattarono fotografie sinottiche di terreno e meteorologia con la fotocamera Hasselblad di bordo; le fotografie dei monti Zagros mostrarono più dettagli della mappa geologica ufficiale dell'Iran. L'equipaggio fornì anche studi fotografici delle nuvole, inclusa la tempesta tropicale Doreen. L'altro esperimento scientifico, S-7, Spettrometro della Sommità delle Nuvole, dimostrò la fattibilità di misurare l'altezza delle nuvole da una navicella. Complessivamente, gli studi scientifici comprendevano luce zodiacale, terreno sinottico, fotografia meteorologica sinottica e lo spettrometro della sommità delle nuvole, oltre a cinque esperimenti medici e sette tecnologici.

Medicina di volo: il corpo umano in otto giorni

Gemini 5 eseguì gli stessi esperimenti medici di Gemini 4 e ne aggiunse due: M-1, Condizionamento Cardiovascolare, e M-9, Funzione Otolitica Umana, con l'obiettivo di determinare se la capacità di percepire l'orizzontale si deteriorasse durante il volo. Le reazioni dopo il volo non differirono sostanzialmente da quelle registrate prima della missione.

Per l'M-1, Conrad indossò manicotti gonfiabili alle gambe che, una volta attivati, si pressurizzavano automaticamente per due minuti ogni sei, potendo restare accesi o spenti per tutto il volo. Conrad ebbe alcuni problemi con l'apparecchiatura, ma considerò i manicotti utili in missioni estremamente lunghe: il suo battito si normalizzò più rapidamente di quello di Cooper, e perse il quattro per cento in meno di volume plasmatico, sebbene il risultato non potesse essere attribuito in modo concludente ai manicotti, poiché le reazioni individuali variano. La ricercatrice principale Pauline Beery Mack constatò che entrambi avevano perso più calcio dell'equipaggio di Gemini 4, ma si rifiutò di prevedere una tendenza, poiché «può verificarsi qualche forma di adattamento fisiologico nei voli spaziali più lunghi».

Gemini V
El Rendezvous Evaluation Pod (REP) fotografiado desde la cápsula

La vita a bordo fornì ulteriori dati. Gli astronauti avevano poco appetito e consumavano in media circa 1.000 calorie giornaliere, ben al di sotto delle 2.700 calorie al giorno previste. Riferirono desquamazione della pelle come problema persistente, al punto che scaglie di pelle sciolte si depositavano sul pannello degli strumenti finendo per oscurare parzialmente alcuni quadranti; ciò fu attribuito all'umidità ambientale molto bassa della cabina, che seccava la pelle. Gli esami medici successivi al volo mostrarono una certa perdita di globuli rossi e plasma: il sistema circolatorio di Conrad raggiunse valori normali entro i due giorni successivi, mentre Cooper impiegò più di quattro giorni.

Il medico Charles Berry rimase preoccupato quando l'equipaggio non lo era più: la tendenza alla perdita di volume plasmatico e di calcio aumentava nelle missioni lunghe. Era consapevole che l'equipaggio era stato costretto a trascorrere gli ultimi tre giorni alla deriva, con poco da fare, ma pensava che avrebbero dovuto fare più esercizio. Due giorni dopo, con suo sollievo, entrambi erano quasi normali dal punto di vista fisiologico.

La tempesta, la retroaccensione e l'ammaraggio accorciato

Durante la missione, un ciclone si stava dirigendo verso la zona di ammaraggio prevista. I limiti dello stato del mare per Gemini erano notevolmente più larghi di quelli di Mercury: in Mercury il limite era venti non superiori a 34 chilometri orari (18 nodi) e onde non superiori a un metro e mezzo (cinque piedi); in Gemini si accettavano venti fino a 47 chilometri (25 nodi) e onde fino a due metri e mezzo (otto piedi). In Mercury si richiedeva inoltre che il tempo fosse buono in tutte le zone di recupero — primaria, secondaria o di emergenza —, condizione che non si applicò mai a Gemini; ma era evidente che una navicella non poteva ammarare nella zona di un uragano. Il servizio meteorologico raccomandò di riportare Gemini 5 prima del previsto per evitare di ammarare troppo vicino alla tempesta, e Kranz acconsentì, con anticipo sufficiente perché la Lake Champlain potesse raggiungere la nuova zona di recupero.

Poiché l'OAMS era diventato irregolare e intermittentemente fuori servizio, Kraft permise all'equipaggio di usare uno dei due anelli del sistema di controllo di rientro per orientare la navicella con più di un'orbita di anticipo rispetto al ritorno. Al passaggio 120, Cooper informò McDivitt — capcom a Houston per il rientro — che Gemini 5 era pronta per la retroaccensione.

Gemini V
El Rendezvous Evaluation Pod (REP) desplegado en órbita

Nell'oscurità, vicino alle Hawaii, la mattina del 29 agosto, dopo 190 ore, 27 minuti e 43 secondi di missione, il primo retrorazzo si accese, seguito dal secondo e dal terzo; dopo un'apparente eternità, si accese il quarto. Cooper guardò dal finestrino e ebbe la sensazione di trovarsi «in mezzo a un incendio»: con i propulsori di controllo che espellevano fiamme davanti e i retrorazzi che bruciavano dietro, scoprì che un rientro notturno doveva affidarsi rigorosamente agli strumenti, senza alcuna possibilità di vedere l'orizzonte o un riferimento. Lui e Conrad continuarono a volare per strumenti finché attraversarono il Mississippi, già alla luce dell'alba.

Cooper mantenne la navicella con portanza piena fino ai 120.000 metri di altitudine, per poi inclinarla all'angolo di rollio previsto di 53 gradi. L'indicatore di rientro segnalò che stavano andando troppo alti e potevano superare il punto di ammaraggio; Cooper, reagendo allo strumento, virò di 90 gradi invece dei 53 previsti verso sinistra per generare più resistenza e ridurre l'errore di atterraggio, e i carichi g salirono rapidamente da due e mezzo a sette e mezzo. A 20.000 metri, azionò il pulsante del paracadute frenante. A differenza di Gemini 1, la navicella non oscillò: rimase completamente stabile dopo l'apertura del freno. Cooper accese quindi i motori del secondo anello di controllo per espellere il propellente mentre la navicella cadeva in verticale; entrambi videro aprirsi il paracadute principale e sentirono lo scossone previsto nel passaggio alla sospensione a due punti. A differenza dell'ammaraggio di McDivitt e White, l'impatto fu molto morbido.

Gemini 5 toccò l'acqua dopo 190 ore, 55 minuti e 14 secondi dal lancio, 130 chilometri prima del punto previsto. Il computer aveva funzionato come previsto: l'errore fu umano. La rotazione terrestre è di 360,98 gradi al giorno, ma nel programmare la macchina qualcuno aveva omesso i due decimali, dandole solo 360 gradi. Gli sforzi di Cooper per correggere quella che riconobbe come una lettura errata li avevano avvicinati alla nave più di quanto sarebbero stati altrimenti.

Recupero e ritorno

L'ammaraggio accorciato non causò problemi alle forze di recupero della Marina. Un elicottero arrivò rapidamente sopra la navicella, e tre nuotatori si tuffarono in acqua. Cooper e Conrad si sentivano molto bene, e con il mare calmo, in quella piacevole mattina d'estate — verso le otto e mezza, ora del Cape —, Cooper volle restare vicino alla navicella finché non seppe che la portaerei era ancora a 120 chilometri di distanza; allora lui e Conrad salirono sull'elicottero diretti verso la Lake Champlain. L'equipaggio salì a bordo della portaerei alle 9:26, e la navicella fu recuperata alle 11:50. La missione aveva coinvolto un dispositivo di supporto del Dipartimento della Difesa di 10.265 uomini, 114 velivoli e 19 navi.

Gemini V
Despegue del Gemini Titan 5 desde el LC-19

L'ammiraglio li accolse a bordo. Interrogato su cosa avesse pensato mentre il problema del riscaldatore della cella sembrava stesse per porre fine anticipatamente alla missione, Conrad indicò un disegno che aveva fatto tra i sedili della navicella: un carro coperto sospeso a metà su un precipizio. Il giorno dopo l'ammaraggio, Cooper e Conrad tornarono a Kennedy per tre giorni di esami medici. «È bello essere di nuovo qui, nel posto dove abbiamo trascorso le nostre ultime settimane di addestramento», disse Cooper al suo arrivo.

L'immagine rimasta di quel ritorno — Conrad che, davanti alle telecamere, sul ponte della portaerei, rifinisce la barba di otto giorni di Cooper — riassume bene il tono con cui la missione fu accolta: una prova di resistenza superata.

Cosa dimostrò Gemini 5

Un ammaraggio sicuro e un equipaggio in buona salute dopo otto giorni nello spazio rafforzarono la fiducia della NASA nel raggiungere l'obiettivo di un allunaggio ancora entro il decennio. In appena tre mesi del 1965, e dopo a malapena due voli di lunga durata, le preoccupazioni mediche riguardo all'assenza di peso iniziavano a dissiparsi. Hugh Dryden rifletté questo ottimismo nel suo rapporto al presidente dell'11 settembre 1965: l'obiettivo principale della missione Gemini 5, dimostrare la capacità dell'uomo di funzionare per otto giorni nell'ambiente spaziale e qualificare i sistemi della navicella in tali condizioni, era stato raggiunto; questo traguardo raddoppiava il periodo necessario per una missione con equipaggio verso la Luna e dimostrava la capacità umana di sopportare periodi più lunghi di assenza di peso. La capacità di adattamento del corpo umano, scrisse Dryden, si manifestò nella prestazione degli astronauti: le loro frequenze cardiache scesero a livelli marcatamente inferiori ai loro valori normali pre-volo, ma si adattarono allo stato di assenza di peso al quarto giorno e si stabilizzarono; dopo il ritorno sulla Terra, il polso fu leggermente sopra il normale, come previsto, e tornò a valori normali entro il secondo giorno. «Questo ci ha garantito la capacità dell'uomo di viaggiare verso la Luna e tornare», concluse.

Secondo il bilancio ufficiale, furono raggiunti tutti gli obiettivi tranne il rendezvous con il REP, i relativi test di controllo e la dimostrazione di un rientro controllato fino a un punto di ammaraggio predeterminato. La missione dimostrò la capacità umana di adattarsi all'assenza di peso per un periodo prolungato e di riadattarsi poi alla gravità normale, e fu considerata un successo.

Gemini V
Vista panorámica del GLV-5 en el LC-19, Cabo Cañaveral

Gemini 5 lasciò inoltre due segni personali e uno collettivo. Cooper, veterano di Mercury — aveva volato a bordo della «Faith 7» nel maggio 1963 per oltre trentaquattro ore e completato ventidue orbite terrestri —, divenne la prima persona a compiere due voli orbitali, accumulando un totale di 222 ore nello spazio prima di ritirarsi dall'Aeronautica e dalla NASA nel 1970. Per Conrad, selezionato nel 1962 nel secondo gruppo di astronauti, fu il primo di quattro voli: avrebbe poi comandato Gemini XI, Apollo 12 e Skylab 2, accumulando oltre 1.200 ore nello spazio. Wikipedia aggiunge, citando i record di resistenza, che fu la prima volta che una missione con equipaggio statunitense detenne il record mondiale di resistenza, stabilito il 26 agosto 1965 superando il primato sovietico di Vostok 5, del 1963, e che il record avrebbe potuto essere di un giorno più lungo se la missione non fosse stata accorciata dall'avvicinarsi dell'uragano Betsy.

Tra le attività successive al volo vi fu un viaggio di buona volontà in sei paesi assegnato loro dal presidente Johnson. Durante il viaggio, parteciparono al congresso della Federazione Astronautica Internazionale ad Atene, dove conversarono con l'equipaggio di Voschod 2, i cosmonauti sovietici Alexei Leonov e Pavel Belyayev.

La NASA si dedicò poi a pianificare la missione di rendezvous e aggancio, e l'ultimo volo di lunga durata, entrambi previsti ancora prima della fine dell'anno. L'obiettivo di cinque voli con equipaggio in un solo anno appariva straordinario rispetto all'esperienza del programma Mercury, ma Gemini 4 e Gemini 5 si erano rivelate, nelle parole degli storici del programma, pilastri di fiducia, una base solida su cui costruire.

La capsula di Gemini 5 è attualmente esposta allo Space Center Houston, a Houston, Texas, in prestito dalla Smithsonian Institution.

Fonti: NASA — Gemini V