Little Joe 5B

Il sistema di fuga della Mercury era una torre sormontata da un razzo a propellente solido, montata sul muso della navicella, capace di strapparla dal lanciatore e allontanarla se qualcosa fosse andato storto durante l'ascesa. Il momento critico di quel salvataggio non è il decollo né il vuoto dell'alta atmosfera, ma il tratto intermedio in cui la combinazione di velocità e densità dell'aria produce la massima pressione dinamica: lì la torre deve strappare via la capsula contro il maggior carico aerodinamico possibile, e la struttura deve reggere. Lo scopo dichiarato dei collaudi della famiglia LJ-5 era proprio dimostrare l'integrità strutturale della navicella e del sistema di fuga in una manovra di fuga avviata alla massima pressione dinamica prevista durante un lancio con Atlas per un volo orbitale.

Per portare una capsula reale in quelle condizioni senza consumare un Atlas, la NASA disponeva del Little Joe: un lanciatore economico, nato dall'idea di raggruppare razzi a propellente solido per spingere sagome di dimensioni e peso reali al di sopra dell'atmosfera. La necessità era sorta nel 1958, quando le prove di caduta di sagome fornivano già dati aerodinamici sulla stabilità della configurazione in caduta libera, ma mancavano dati comparabili per la fase propulsa. Da allora il Little Joe aveva volato ripetutamente da Wallops Island, sulla costa della Virginia, coprendo la parte del programma di qualifica che non richiedeva il lanciatore orbitale.

Il primo tentativo del collaudo a pressione dinamica massima con una capsula di produzione fu Little Joe 5, lanciato l'8 novembre 1960 con la navicella numero 3. Fallì: la capsula non si separò dal lanciatore. Secondo il riepilogo del sito di lancio della NASA, quella navicella era arrivata a Wallops il 27 settembre 1960 ed era stata preparata in sei settimane, e del volo si annotò semplicemente che non tutti gli obiettivi erano stati raggiunti.

Il secondo tentativo, Little Joe 5A, volò il 18 marzo 1961 con la navicella numero 14, consegnata a Wallops il 20 gennaio di quell'anno e preparata in otto settimane. Era pensato espressamente per raggiungere gli obiettivi rimasti insoddisfatti a novembre per la mancata separazione. Il decollo fu normale, ma a 19 secondi la torre di fuga si accese in anticipo, in una situazione molto simile a quella del volo precedente. Fu impartito l'ordine di avviare la manovra di abort e l'anello di aggancio tra lanciatore e adattatore si liberò come previsto, ma la navicella rimase attaccata al lanciatore. La separazione fu infine ottenuta tramite i retrorazzi, sebbene l'ordine fosse stato trasmesso prima che il volo raggiungesse l'apogeo, il che la rese piuttosto violenta. I paracadute si aprirono verso i 40.000 piedi e la navicella fu recuperata. Anche gli obiettivi di LJ-5A non furono raggiunti.

In cifre, LJ-5A aveva raggiunto circa 7,7 miglia di altitudine, circa 18 miglia di gittata e 22 minuti e 48 secondi di durata, con una velocità massima di 1.783 miglia orarie, una pressione dinamica massima di 1.580 psf e un'accelerazione di 8 g. La lettura interna fu chiara: il problema non stava nella resistenza della navicella, ma nella sequenza di accensione della torre e nella separazione.

Ispezionando la navicella recuperata da LJ-5A si scoprì che, nonostante la separazione brusca, i danni strutturali erano solo superficiali. Questo accertamento ebbe due conseguenze. La prima, di fondo: la struttura della Mercury aveva retto un trattamento peggiore di quello previsto dal piano di collaudo, il che rafforzava la fiducia nel progetto. La seconda, pratica: la stessa capsula poteva tornare a volare. Fu ricondizionata e rilanciata nella stessa configurazione con la designazione 14A, un caso poco frequente di riutilizzo nel programma.

La navicella 14A arrivò a Wallops Island il 4 aprile 1961 per la missione di abort a pressione dinamica massima Little Joe 5B. Il riepilogo del sito di lancio della NASA registra un tempo di preparazione di tre settimane e mezza, di gran lunga il più breve dell'intera tabella Mercury: contro le 21 settimane della navicella di MR-3 o le 25 di quella di MA-2, la 14A fu ricondizionata e messa in rampa in poco più di venti giorni. La fretta non era capricciosa: il primo volo con equipaggio del programma era fissato per i primi di maggio ed era opportuno chiudere prima la pratica del sistema di fuga.

Little Joe 5B decollò da Wallops Island il 28 aprile 1961 per collaudare il sistema di fuga della Mercury in condizioni di pressione dinamica massima. Il lanciatore era l'ottavo Little Joe nell'elenco delle missioni senza equipaggio della NASA, e il carico utile era la navicella 14A; l'obiettivo della missione è riassunto nella scheda ufficiale stessa come collaudo di fuga e di sequenza nel punto di massima pressione dinamica.

Nell'istante del decollo comparve l'anomalia. Uno dei motori a razzo del lanciatore non si accese fino a circa quattro secondi dopo. Quel ritardo squilibrò la spinta e il veicolo cabrò verso una traiettoria più bassa di quella pianificata. La conseguenza diretta fu che, quando arrivò il momento di eseguire l'abort, la manovra avvenne con pressioni dinamiche maggiori di quelle specificate nel piano di collaudo: l'atmosfera era più densa del previsto nel punto della traiettoria in cui scattò la torre.

Da lì in poi, però, tutto funzionò. Il resto dei sistemi sequenziali operò secondo il piano — accensione della torre, separazione, sgancio, apertura dei paracadute — e, dopo l'ammaraggio, il recupero tramite elicottero si concluse normalmente. Il volo durò 5 minuti e 25 secondi, raggiunse circa 2,8 miglia di altitudine (circa 4,5 km) e circa 9 miglia di gittata (circa 14 km), con una velocità massima di 1.780 miglia orarie (2865 km/h), un'accelerazione massima di circa 10 g e una pressione dinamica massima di 1.920 psf. La navicella, costruita dalla McDonnell, aveva una massa al lancio di circa 1141 kg.

È la logica del verdetto a rendere interessante questa missione. Un mancato accensione di quattro secondi in un motore del lanciatore è di per sé un'anomalia seria, e così fu riportata nel bilancio ufficiale, che qualifica il volo come successo della navicella e successo solo parziale del lanciatore. Ma l'obiettivo del collaudo non era qualificare il Little Joe: era sottoporre la capsula e la torre di fuga al peggior carico aerodinamico credibile. La deviazione di traiettoria, spingendo l'abort verso aria più densa, fece esattamente questo, e oltre.

Da qui la conclusione del rapporto preliminare inviato all'amministratore della NASA: non solo erano stati raggiunti tutti gli obiettivi del collaudo, ma erano stati superati, perché la navicella aveva resistito a pressioni dinamiche superiori a quelle richieste. Il margine che fino ad allora era teorico si dimostrò in volo per un incidente. Rispetto ai 1.580 psf di LJ-5A, il picco di 1.920 psf di LJ-5B rappresentava un collaudo apprezzabilmente più duro, e la struttura lo superò senza problemi. Era inoltre la terza occasione: dopo due voli con obiettivi mancati, un terzo rinvio avrebbe spinto la qualifica del sistema di fuga oltre il primo volo con equipaggio.

LJ-5B fu l'ultimo Little Joe del Mercury. La serie era iniziata nel 1959 con LJ-1 — il cui lancio accidentale mezz'ora prima del conto alla rovescia, con la capsula e la torre che lasciarono da sole il supporto per una perdita elettrica in un relè del razzo di fuga, rimase il primo spavento del programma — e proseguì con BJ-1, LJ-6, LJ-1A, LJ-2, LJ-1B, LJ-5 e LJ-5A. Con l'abort a pressione dinamica massima ormai dimostrato, il piccolo lanciatore di Wallops Island non aveva più lavoro in sospeso per il Mercury: le missioni successive del censimento sono già Mercury-Redstone e Mercury-Atlas, cioè voli con equipaggio e qualifica orbitale.

La serie lascia un bilancio istruttivo. Dei suoi otto voli, diversi si conclusero con obiettivi parzialmente mancati, eppure fu proprio l'informazione ottenuta — inclusa quella dei fallimenti — a permettere di dichiarare idoneo il sistema di fuga prima di mettere un astronauta in cima a un razzo. LJ-5B è il caso estremo di questa logica: un'anomalia del lanciatore trasformata in argomento a favore della navicella.

Il volo cade in una delle settimane più tese del programma. Il 12 aprile 1961 l'Unione Sovietica annunciava che Yuri Gagarin aveva orbitato attorno alla Terra in un volo di 108 minuti, il primo essere umano a riuscirci. Il 25 aprile, tre giorni prima di LJ-5B, Mercury-Atlas 3 veniva lanciato da Capo Canaveral con un «astronauta meccanico» a bordo e falliva: il lanciatore non virò verso la rotta prevista né cabrò verso la traiettoria corretta, il sistema di rilevamento dell'abort fece scattare i razzi di fuga e l'ufficiale di sicurezza distrusse il veicolo dopo circa quaranta secondi di volo. E il 5 maggio, una settimana dopo LJ-5B, Alan Shepard volava con MR-3.

In quel calendario, un collaudo di fuga finalmente riuscito — pur a costo di un'anomalia del lanciatore — ha un peso che non si coglie guardando solo le cifre del volo. Lo stesso 28 aprile si completava con successo un conto alla rovescia simulato del primo volo suborbitale con equipaggio.

La capsula 14A sopravvisse ai suoi due voli ed è conservata in esposizione al Virginia Air and Space Center di Hampton (Virginia), a poca distanza dal centro che diresse il programma. È un oggetto poco comune: una navicella Mercury che volò due volte, che fu strappata dal suo lanciatore da una torre di fuga in due occasioni distinte e che, la seconda volta, resse un carico maggiore di quello richiesto dal piano di collaudo.