Apollo 5

Quando, em 1961, o presidente John F. Kennedy comprometeu os Estados Unidos a pousar um astronauta na Lua antes do final da década e a trazê-lo de volta com vida, ainda nem sequer estava decidido como se faria. No final de 1962, após um longo debate técnico, a NASA optou pelo encontro em órbita lunar: a nave Apollo completa viajaria até à Lua impulsionada pelo terceiro andar do Saturn V, o S-IVB, e, uma vez em órbita lunar, os astronautas que iriam descer passariam para um veículo separado, então chamado módulo de excursão lunar e mais tarde simplesmente módulo lunar. Esse veículo desacoplar-se-ia do módulo de comando e serviço, alunaria, descolaria depois e voltaria a acoplar-se; o módulo de comando faria a viagem de regresso e o módulo lunar seria abandonado.

A decisão fez do módulo lunar a peça crítica de todo o edifício. Em 1962, a NASA convidou onze empresas a concorrer à sua construção e, a 7 de novembro desse ano, anunciou que o contrato ia para a Grumman, em Bethpage (Nova Iorque). Era uma máquina sem precedentes: nunca teria de voar na atmosfera, seria construída o mais leve possível e a sua fiabilidade não admitia alternativa, porque uma falha na superfície lunar não tinha resgate possível. Antes de pôr alguém a bordo, era preciso vê-la funcionar sozinha no espaço, e essa verificação foi o Apollo 5.

O gabinete do general Samuel C. Phillips, diretor do programa Apollo, tinha planeado inicialmente lançar o primeiro módulo lunar em abril de 1967 a bordo do Apollo-Saturn 206. Contando com seis meses de verificações no Centro Espacial Kennedy, a entrega do LM-1 foi pedida para setembro de 1966. O desenvolvimento arrastou-se e a data foi deslizando de mês para mês. Em janeiro de 1967, o lançador AS-206 foi erguido no complexo 37 sem que ainda se soubesse quando chegaria a sua carga.

O incêndio do Apollo 1, nesse mesmo mês, reordenou o tabuleiro. Com os voos tripulados suspensos, a NASA decidiu aproveitar o AS-204 — o Saturn IB que teria levado a tripulação de Grissom e o último com instrumentação completa de investigação e desenvolvimento — para a estreia do módulo lunar. O foguetão estava no Cabo desde agosto de 1966; foi desmontado do complexo 34 em março de 1967, a equipa de preparação de lançamento dirigida por Rocco Petrone inspecionou-o em busca de corrosão ou danos após a sua longa permanência na plataforma e foi erguido no complexo 37 a 12 de abril.

Sem módulo lunar para instalar, engenheiros da NASA e da Grumman montaram no complexo 37 uma maqueta de contraplacado para verificar as instalações. Para simular a cablagem, compraram centenas de metros de mangueira de jardim numa loja de ferragens e fizeram-nas passar pelas interfaces do complexo até ao adaptador. A 12 de maio de 1967, George M. Low, responsável pela nave Apollo, comunicou à sede da NASA que a Grumman se comprometia a entregar o LM-1 a 28 de junho, embora tenha avisado de que seria difícil cumprir esse prazo.

O módulo lunar chegou a Cabo Kennedy a bordo do Super Guppy da Aero Spacelines no final de junho de 1967 e os andares foram unidos quatro dias depois. Uma equipa de quatrocentas pessoas dirigida por John J. Williams, veterano das operações de lançamento do Mercury e do Gemini, verificou que o veículo cumpria as especificações e supervisionou depois o trabalho dos técnicos da Grumman. O verão e o outono foram uma sucessão de problemas: substituição de reguladores de hélio e de acumuladores de água-glicol no andar de ascensão, deficiências no sistema de verificação da nave, fugas no equipamento de apoio em terra, contaminação na instalação de azoto gasoso e um «desalinhamento significativo» na união dos cotovelos de entrada de combustível com a conduta de propulsor, porque as peças tinham sido fabricadas para a configuração anterior do motor. A Grumman fabricou cotovelos novos e teve-os em Kennedy em três dias. As fugas no andar de ascensão obrigaram a separar os dois andares em agosto e de novo em setembro, e a voltar a uni-los em outubro.

No início de setembro de 1967, a missão acumulava cerca de trinta e nove dias de atraso em relação ao plano estabelecido em julho, embora todos os problemas conhecidos estivessem em vias de resolução, exceto algumas fugas do sistema de propulsão. No final do ano, a documentação de voo estava quase pronta: o diretor da missão William C. Schneider, que desempenhara o mesmo papel no Gemini, emitiu as regras da missão em novembro de 1967, repartindo responsabilidades e antecipando o que fazer em quase qualquer eventualidade. O módulo lunar foi unido ao seu lançador a 19 de novembro de 1967 e o teste de prontidão de voo ficou concluído a 22 de dezembro. No início de janeiro de 1968, anunciou-se que o Apollo 5 não seria lançado antes de 18 de janeiro. Os preparativos do ensaio de demonstração da contagem decrescente começaram a meados de janeiro, a descolagem simulada realizou-se no dia 19 e a contagem decrescente real, abreviada para vinte e duas horas, arrancou no dia 21.

O veículo espacial do Apollo 5 não se parecia com nenhum outro Apollo. Sem módulo de comando e serviço e sem torre de escape, a pilha media cerca de 55 metros e tinha um aspeto atarracado e truncado. No seu lugar, o módulo lunar viajava alojado dentro do adaptador nave-módulo lunar, numerado SLA-7, mesmo por baixo do cone de proa; quatro painéis do adaptador abrir-se-iam em órbita, depois de largado o cone, para deixar sair o LM-1. O peso à ignição do conjunto, contando nave e propulsores, era de 589 413 kg.

O LM-1 era o primeiro módulo lunar apto para voar. Não tinha trem de aterragem: não precisava dele numa missão orbital e, sem escudo térmico, desintegrar-se-ia na reentrada, pelo que suprimi-lo poupava peso. Depois de, em dezembro de 1967, uma janela do LM-5 — o que voaria no Apollo 11 — se ter partido durante os ensaios, a NASA substituiu as janelas do LM-1 por placas de alumínio, por receio de uma falha em voo. Como não havia ninguém a bordo, instalou-se um programador de missão capaz de governar a nave à distância. Também não foram ativados todos os sistemas nem carregados consumíveis completos: as baterias principais foram parcialmente descarregadas para evitar sobretensões e os depósitos de oxigénio do sistema de controlo ambiental foram enchidos apenas em parte.

O plano de voo organizou-se em vinte e cinco prioridades vigiadas por dezassete especialistas. As três primeiras diziam respeito ao «fire in the hole», o ensaio que dava nome à parte mais delicada da prova: acender o motor de ascensão enquanto o andar de descida continuava acoplado, para medir os efeitos estruturais, a dinâmica de separação e a estabilidade num aborto lunar simulado. A expressão provém da mineração, do aviso que se dá antes de detonar uma carga. Era o procedimento com que uma tripulação descolaria da superfície lunar e, sobretudo, com que abortaria uma alunagem que corresse mal no último troço.

Os restantes objetivos consistiam em operar os sistemas de propulsão de descida e de ascensão, ligando-os e desligando-os para simular as fases de uma missão de alunagem, em avaliar a separação de andares do módulo lunar e em verificar o comportamento da unidade de instrumentos na sua configuração de Saturn V. Previa-se vigiar o módulo lunar durante algumas horas em órbita baixa. Os cálculos prévios davam ao andar de ascensão do LM-1 cerca de dois anos de permanência em órbita antes de reentrar e se desintegrar, e cerca de três semanas ao de descida.

A contagem decrescente não foi limpa. O carregamento de propulsores hipergólicos deu problemas de procedimento e atrasou a contagem terminal e, a duas horas e meia do fim, o supervisor de testes Donald Phillips parou o relógio por falhas numa fonte de alimentação e nos sistemas informáticos de terra. No total, a missão acumulou uma paragem de 228 minutos, motivada por uma temperatura da caldeira de água da nave superior à prevista — causada por um problema no fornecimento de freon do equipamento de apoio em terra — e pela falha de uma fonte de alimentação num registo de saída do sistema digital de aquisição de dados. Os problemas ficaram resolvidos a tempo de lançar antes do anoitecer.

O Apollo 5 descolou do complexo 37B da estação da Força Aérea de Cabo Kennedy às 17:48:08 hora padrão da costa leste, as 22:48:08 UTC de 22 de janeiro de 1968. O Saturn IB comportou-se exatamente como previsto: o motor do S-IVB desligou-se aos dez minutos de voo e o conjunto entrou em órbita dez segundos depois, com um perigeu de 163 km e um apogeu de 222 km. O cone de proa foi largado e, após uma fase de voo inercial de 43 minutos e 52 segundos, os motores de controlo de atitude do LM-1 separaram-no do adaptador e do andar S-IVB, deixando-o numa órbita de 167 por 222 km.

Após duas revoluções de verificações, o controlo de terra ordenou a primeira ignição do motor de descida, prevista para 39 segundos. Aos quatro segundos, o computador de orientação do Apollo cortou o motor: a nave não estava a ganhar velocidade ao ritmo esperado. O corte não era uma avaria, mas uma função deliberada, concebida para que, num voo tripulado, os astronautas dispusessem de uma margem para analisar a situação e decidir se convinha voltar a acender o motor e prosseguir com a missão.

A causa estava na própria preparação do ensaio. Suspeitava-se de que uma das válvulas do motor tinha uma fuga, pelo que se decidiu não a armar até ao momento exato da ignição, já em órbita; isso fez com que o propulsor demorasse mais a chegar ao motor. Em condições normais, a ignição teria começado com o depósito totalmente pressurizado e teria atingido a velocidade requerida em quatro segundos, mas, com a pressurização parcial, teriam sido precisos seis. A isto somava-se o facto de os depósitos irem meio cheios, o que contribuiu para que o veículo acelerasse mais devagar. Os programadores poderiam ter ajustado o software para ter em conta esse atraso, mas não foram informados da alteração.

Em Houston, o diretor de voo principal era John Hodge e o seu adjunto Eugene F. Kranz; foi a equipa de Kranz que dirigiu o voo depois de o Apollo 5 deixar a plataforma. Renunciar às ignições teria feito da missão um fracasso, pelo que o controlo da missão decidiu, sobre a marcha, executar os ensaios do motor e o «fire in the hole» sob controlo manual a partir de terra. Foi enviado um sinal para desligar o computador de orientação e o comando passou para o programador de missão, que governou as manobras do veículo. Houve problemas de comunicações com a nave, mas a equipa completou todas as ignições previstas.

O motor de descida foi aceso mais duas vezes, uma delas durante 33 segundos, e houve duas ignições do motor de ascensão, uma delas a manobra de aborto com os andares ainda unidos. Depois da primeira ignição do motor de ascensão, o apogeu da trajetória subiu até 961 km, com o perigeu a 172 km. George Mueller informou o administrador James Webb de que todos os objetivos primários tinham sido alcançados. Oito horas após a descolagem, concluídas já as ignições, o andar de ascensão perdeu o controlo de atitude por um problema do sistema de orientação e ficou a rodopiar sem governo.

Os andares ficaram em órbitas suficientemente baixas para que o atrito atmosférico os fizesse decair em pouco tempo. O andar de ascensão reentrou a 24 de janeiro de 1968 e desintegrou-se; o de descida aguentou até 12 de fevereiro e os seus restos incandescentes caíram no Pacífico, a várias centenas de quilómetros a sudoeste de Guam. As simulações situaram a reentrada do andar S-IVB do lançador cerca de quinze horas e meia após a descolagem. Não houve recuperação de nenhum elemento: não estava prevista, e o LM-1 não tinha escudo térmico.

O Apollo 5 dissipou a dúvida que importava. Depois de ler uma versão preliminar do relatório da missão, o general Phillips telegrafou aos três centros de voo espacial tripulado para que não planeassem uma segunda missão não tripulada do módulo lunar. O envio do LM-2 e do seu Saturn IB para o Cabo ficou em suspenso, à espera da junta de certificação de George Mueller, que, nos dias 6 e 7 de março, concluiu que não havia motivo para repetir o ensaio. O primeiro módulo lunar a levar pessoas seria lançado por um Saturn V, e esse voo foi o Apollo 9, em março de 1969.

George M. Low atribuiu o êxito a duas coisas: um bom equipamento material e equipas de controlo de voo excelentes sob a direção de Kranz. Isso não significava que o módulo lunar estivesse concluído. A instabilidade do motor de ascensão preocupou desde agosto de 1967 até junho de 1968; quando Mueller e Phillips visitaram o fabricante do motor no verão de 1967, concluíram que a Bell tinha boas hipóteses de resolver os problemas do injetor de combustível a tempo do primeiro módulo lunar tripulado, mas a NASA contratou em paralelo a Rocketdyne para desenvolver um injetor alternativo, um trabalho de cerca de um ano que foi cumprido dentro do prazo e do custo. O cancelamento de um voo não tripulado, num programa que em 1968 tinha seis voos planeados, era exatamente o tipo de margem de que a NASA precisava para chegar à Lua dentro da década.