AS-202

Em meados de 1966, o programa Apollo ainda não voava com tripulação, mas já tinha começado a testar o seu hardware por partes. A estratégia consistia em encadear voos não tripulados que fossem acrescentando dificuldade um a um: primeiro comprovar que o foguete e a nave aguentavam juntos, depois que a nave sabia regressar. AS-202 ocupa o degrau em que o conjunto deixou de ser uma demonstração estrutural para se tornar um ensaio completo de sistemas.

O voo foi concebido explicitamente como uma ampliação de AS-201. Aquela missão tinha demonstrado a integridade estrutural do conjunto e uma reentrada curta; AS-202 devia levar o foguete mais alto e manter a nave em voo o dobro do tempo, com o motor principal da nave a acender quatro vezes ao longo do trajeto. A diferença não era de grau: pela primeira vez voavam a bordo o sistema de orientação e navegação da Apollo e o sistema elétrico de células de combustível do módulo de serviço, dois subsistemas sem os quais o voo tripulado era simplesmente impossível.

Um pormenor de calendário explica uma confusão frequente. Embora a sua numeração sugira o contrário, AS-202 foi o terceiro voo de teste do Saturn IB: o atraso na disponibilidade da nave 011 empurrou o seu lançamento para depois do de AS-203, que voou em julho de 1966 com um objetivo muito diferente, o comportamento do hidrogénio líquido residual no estágio S-IVB.

CSM-011 era, no essencial, um módulo de comando e serviço Block I de produção, capaz em princípio de levar uma tripulação a bordo. As diferenças em relação à configuração Block I «operacional» estavam todas orientadas para um voo de teste não tripulado e ficaram documentadas uma a uma: instalou-se um escudo térmico Block I de desenvolvimento; omitiram-se os beliches, os fatos espaciais e as provisões da tripulação; acrescentou-se uma barra de ligação no lugar que, nas missões lunares, seria ocupado pelo módulo lunar; suprimiu-se a instrumentação biomédica; prescindiu-se de certos indicadores e comandos ligados à operação por astronautas; incorporaram-se um programador de controlo do módulo de comando e um sistema de referência de atitude, e carregou-se instrumentação adicional de investigação e desenvolvimento.

A nave chegou a Cabo Kennedy em abril de 1966. O seu peso de lançamento foi de 56.900 libras, e o veículo espacial completo pesava 1.312.300 libras no momento da descolagem.

O Saturn IB desta missão também não era um exemplar de série. O veículo SA-202 afastava-se do desenho padrão em três pontos: levava instrumentação de investigação e desenvolvimento, incorporava estrutura de I&D no primeiro estágio S-IB e montava uma câmara de televisão na unidade de instrumentos para observar o percurso da nave. Os estágios chegaram ao Cabo de forma escalonada: o segundo estágio S-IVB em janeiro de 1966, e tanto o primeiro estágio S-IB como a unidade de instrumentos em fevereiro de 1966.

A missão tinha seis objetivos primários. O primeiro, demonstrar a integridade estrutural e a compatibilidade entre o lançador e a nave e confirmar as cargas de lançamento. O segundo, demonstrar as separações: a do conjunto S-IVB/unidade de instrumentos/nave em relação ao estágio S-IB, a da torre de escape e a sua cobertura protetora de ascensão, a do módulo de comando e serviço em relação ao S-IVB e ao seu adaptador, e a do módulo de comando em relação ao módulo de serviço. O terceiro, verificar o funcionamento dos subsistemas do lançador — propulsão, orientação e controlo, sistema elétrico — e da nave: escudo térmico, SPS com reignição múltipla, orientação e navegação, controlo ambiental, comunicações, sistemas de controlo de reação do módulo de comando e do de serviço, controlo de estabilização, sistema de aterragem e sistema elétrico. O quarto, avaliar o sistema de deteção de emergência do veículo em configuração de circuito fechado. O quinto, avaliar o escudo térmico sob uma carga térmica elevada numa reentrada a cerca de 28.000 pés por segundo. O sexto, testar as instalações e operações de apoio necessárias para o lançamento, a condução da missão e a recuperação do módulo de comando.

Por baixo estava pendurada uma lista de objetivos detalhados de uma minúcia reveladora: demonstrar a reignição múltipla do SPS com pelo menos três acionamentos de pelo menos três segundos separados por intervalos de dez segundos; determinar o desempenho do motor num acionamento longo de aproximadamente 200 segundos; obter dados sobre a estabilidade da combustão; verificar a proteção térmica do astrossextante; testar a banda S nos modos de telemetria e de telemetria com medição de distância; e avaliar o material ablativo do escudo térmico sob uma carga de 20.000 Btu por pé quadrado. A NASA registou todos os objetivos, primários e detalhados, como cumpridos.

AS-202 acumulou um número invulgar de estreias. Foi o primeiro voo Apollo/Saturn a usar células de combustível no módulo de serviço; o primeiro a fazer voar o sistema de deteção de emergência em configuração de circuito fechado, ou seja, com capacidade real de disparar um abandono automático; o primeiro a testar as comunicações unificadas em banda S; o primeiro a levar o sistema de orientação e navegação da Apollo, e o primeiro cuja nave foi recuperada no Pacífico. A isso somaram-se uma repetição do teste de pressão do mamparo comum do estágio S-IVB e um ensaio de comunicações durante o apagão de rádio da reentrada.

A descolagem ocorreu a partir do complexo de lançamento 34 em 25 de agosto de 1966, às 12h15 hora do Leste, com um azimute de lançamento de 105 graus. A fase de ascensão foi nominal. O primeiro estágio ardeu durante pouco menos de dois minutos e meio e levou o foguete até uma altitude de 31,4 milhas náuticas (58,2 km), a 30,4 milhas náuticas (56,3 km) de alcance a partir da rampa. O segundo estágio acendeu de seguida durante mais sete minutos e meio e deixou a nave numa trajetória balística de longo alcance — não estava prevista qualquer inserção orbital. A separação do módulo de comando e serviço ocorreu a 419,8 milhas náuticas (777,5 km) de altitude.

O SPS estava pré-programado para acender quatro vezes. O primeiro ocorreu um par de segundos depois da separação do S-IVB e durou três minutos e trinta e cinco segundos: foi o que elevou o apogeu da nave até 617,1 milhas náuticas (1.142,9 km), a 874,8 milhas náuticas (1.620,1 km) de alcance. Vinte e cinco minutos mais tarde chegou o segundo acionamento, de um minuto e vinte e oito segundos. Dez segundos depois de se apagar, o motor voltou a acender mais duas vezes, três segundos de cada vez, para comprovar a sua capacidade de reignição rápida. Aquela sequência — um acionamento longo seguido de impulsos curtos a intervalos de dez segundos — era exatamente o que exigia o objetivo detalhado sobre a reignição múltipla, e respondia a uma preocupação muito concreta: numa missão lunar, o SPS tinha de arrancar sem falhas depois de dias de voo, primeiro para entrar em órbita lunar e depois para sair dela.

O módulo de comando entrou na atmosfera a 28.512 pés por segundo (8.690 m/s). Em vez de descer de uma só vez, executou uma reentrada de dupla imersão: mergulhou primeiro até 36 milhas náuticas (67 km), voltou a subir até 44 milhas náuticas (81 km) — tendo já perdido, nessa altura, 4.300 pés por segundo (1.300 m/s) de velocidade — e só depois continuou a descer. O perfil não era um capricho: prolongar a trajetória dentro da atmosfera multiplica o tempo durante o qual o escudo tem de suportar o calor, e esse era precisamente o ponto que a missão queria medir, com uma carga térmica da ordem dos 260 megajoules por metro quadrado. O alcance total do voo foi de 13.900 milhas náuticas.

Os paraquedas principais abriram-se a 23.790 pés (7.250 m) e o módulo de comando amarou no Pacífico Norte, nas coordenadas 16°7' N, 168°54' E, a 205 milhas náuticas (380 km) do ponto de aterragem previsto e a cerca de 230 milhas náuticas (430 km) a sudeste da ilha Wake. A amaragem ocorreu à 1h48 da tarde hora do Leste, com o que a missão somou uma hora e trinta e três minutos de voo. A dispersão em relação ao alvo obrigou o porta-aviões USS Hornet a navegar oito horas e meia até à cápsula, que ficou a bordo às 22h10 hora do Leste do mesmo dia 25 de agosto de 1966.

AS-202 foi uma das três missões Apollo não tripuladas — juntamente com Apollo 4 e Apollo 6 — que conseguiram sequências próximas da separação de estágios de um foguete Saturn. A técnica vinha do Saturn I: câmaras ejetáveis montadas no veículo, que se soltavam e eram depois recuperadas. Em AS-202, a câmara ia no primeiro estágio S-IB, virada para a frente, e filmou como o segundo estágio S-IVB — da série 200 — se afastava e acendia o seu único motor J-2. A versão do estágio reconhece-se pelo pormenor dos motores de assentamento: a série 200 disparava três, enquanto a série 500 que voou no Saturn V levava apenas dois. Essas imagens tornaram-se material de arquivo habitual em documentários sobre voos tripulados — foram usadas no documentário Apollo 11 — e são frequentemente atribuídas por erro a missões com tripulação.

O resultado de AS-202 teve um efeito imediato no calendário do programa: com o escudo térmico validado para uma reentrada a partir de órbita terrestre baixa, a orientação e a navegação testadas em voo, as células de combustível operacionais e o sistema de deteção de emergência testado em circuito fechado, a NASA considerou que tanto a nave Block I como o Saturn IB estavam em condições de levar homens à órbita na missão seguinte, AS-204. Aquela missão é a que a história conhece como Apollo 1.

O módulo de comando da missão teve uma segunda vida pública: foi exibido no pavilhão dos Estados Unidos da Expo 67 de Montreal e hoje está preservado a bordo do porta-aviões USS Hornet, aberto ao público como USS Hornet Museum em Alameda, Califórnia, precisamente o navio que o recolheu da água.