Beach Abort

Um sistema de escape no lançamento existe para uma única coisa: separar rapidamente a cabine tripulada do foguete que a transporta quando esse foguete deixa de ser um veículo e se transforma num depósito de propulsante prestes a explodir. No Mercury, essa função era cumprida por uma torre reticulada montada sobre a cápsula, com um motor de combustível sólido no topo que, ao acender-se, puxava a nave para cima e para o lado, longe da coluna de fogo.

Dentro dessa missão geral, a variante mais exigente não é a que ocorre em pleno ascenso, mas sim a que ocorre antes de o foguete se ter movido. Uma falha a grande altitude deixa margem: a nave já tem energia, há tempo para abrir os paraquedas e há mar aberto pela frente. Uma falha na rampa, pelo contrário, não deixa nada. A cápsula está parada, a poucos metros do solo, em cima de um lançador carregado; o sistema de escape tem de lhe dar num instante toda a altura e todo o alcance que necessita para abrir os paraquedas e cair na água antes de o paraquedas sequer terminar de se encher. Essa condição, o «off-the-pad abort», é a que define o tamanho do motor de escape e a que decide se a torre é um adorno ou uma tábua de salvação.

Daí que o ensaio não pudesse ser feito no papel. Era preciso acender uma torre real sobre uma nave real, sem foguete por baixo, e ver a sequência inteira: ignição, ascensão, separação da torre, abertura do paraquedas de travagem, abertura do principal, amaragem, flutuação e resgate. Qualquer elo que falhasse nessa cadeia transformava o escape num acidente diferente mas igualmente mortal.

O engenho ensaiado consistia numa estrutura tubular montada sobre o escudo aerodinâmico da cápsula e, na sua extremidade, um motor de propulsante sólido com três tubeiras orientadas de forma que o impulso passasse junto à nave sem a queimar e com uma ligeira inclinação que afastasse o conjunto da vertical da rampa. O motor era fabricado pela Grand Central Rocket Company, em Redlands (Califórnia), e o seu comportamento foi objeto de uma campanha de qualificação à parte: o Arnold Engineering Development Center testou-o para verificar a ignição em altitude e determinar a curva de pressão da câmara em função do tempo, e no túnel aerodinâmico de altitude do Lewis Research Center dispararam-se três motores de escape sobre um modelo de nave em condições equivalentes a grande altitude, um deles sobre uma balança de quatro componentes para medir o desalinhamento do impulso. Esses ensaios foram concluídos no final de julho de 1960 e concluíram que o motor cumpria os requisitos operacionais.

A preocupação com o desalinhamento não era teórica. No primeiro ensaio à escala real de uma situação de aborto na rampa, realizado em Wallops Island pela Pilotless Aircraft Research Division do centro Langley com uma nave de peso e tamanho reais, o voo foi essencialmente reto durante os primeiros cinquenta pés e depois a nave cabeceou dando várias voltas até embater a pouca distância da margem. A causa foi localizada na perda do inserto de grafite de uma das três tubeiras do foguete de aborto, que desviou o impulso. Foi uma lição precoce e barata sobre o pouco que é preciso para que um sistema de escape lance a cápsula na direção errada.

Antes do voo de maio houve, portanto, uma escada de ensaios na mesma praia. Depois daquela primeira tentativa falhada, fez-se um voo de aborto na rampa com uma maquete estrutural («boilerplate») já equipada com a versão de produção da torre e do foguete de escape; esse voo, bem-sucedido, foi o primeiro ensaio operacional do motor da Grand Central. Depois veio um segundo ensaio de praia com outra maquete, desta vez instrumentada para medir o nível de pressão sonora e vibração, cujo objetivo era conhecer o ambiente acústico e vibratório a que a cápsula era submetida durante o disparo do foguete de aborto; os seus resultados ficaram registados num memorando interno da Langley datado de outubro de 1959. Essa série de disparos a partir da praia foi, literalmente, a antessala da campanha Little Joe, na qual o mesmo sistema seria testado já em voo e com o foguete lançador correspondente.

O nome da missão vem daí: «beach abort», aborto de praia, porque a rampa era a areia de Wallops Island e o cenário do ensaio, a frente do Atlântico. A expressão foi cunhada para distinguir esses disparos do aborto que seria ensaiado em voo com os Little Joe e daquele que, chegado o caso, aconteceria de facto em Cabo Canaveral.

Em 9 de maio de 1960 foi lançada a partir de Wallops Island a primeira nave de produção da McDonnell, com o seu próprio foguete de escape como única força propulsora. A designação oficial do ensaio foi «beach-abort test» e os seus objetivos, tal como enunciados, a avaliação do desempenho do sistema de escape, do sistema de paraquedas e amaragem e das operações de recuperação numa situação de aborto a partir da rampa.

A sequência desenrolou-se como previsto. A torre acendeu-se e elevou a cápsula desde o nível do solo até um apogeu da ordem dos 751 metros, com uma velocidade máxima de 436 metros por segundo; o conjunto descreveu um arco curto em direção ao mar, a torre separou-se, o sistema de paraquedas abriu-se e a nave amarou a cerca de 0,97 quilómetros do ponto de lançamento. O voo inteiro, desde a ignição até ao contacto com a água, durou um minuto e dezasseis segundos: a brevidade é precisamente o traço que define este tipo de ensaio, porque um aborto na rampa se decide nesse punhado de segundos.

A recuperação fazia parte do ensaio com a mesma importância que o voo. Um helicóptero do Corpo de Fuzileiros Navais localizou e recolheu a cápsula dezassete minutos após a descolagem, um tempo que interessava tanto quanto o apogeu: num aborto real haveria um astronauta lá dentro, e o procedimento de resgate tinha de estar cronometrado e ensaiado, não improvisado.

O ensaio foi classificado como bem-sucedido. A nave voou, a torre funcionou, os paraquedas abriram-se, a cápsula flutuou e o helicóptero retirou-a da água; os quatro elementos que se queriam comprovar responderam. A cápsula número 1 voltou depois à fábrica da McDonnell para um ensaio de integridade, o que diz bastante sobre o estado em que chegou.

A reserva ficou na separação da torre: a distância de separação entre a torre e a cápsula revelou-se insuficiente. Num aborto na rampa a torre deve afastar-se de forma limpa e cair longe, porque a cápsula vem atrás e vai abrir os paraquedas nesse mesmo volume de ar. O assunto não se encerrou com o ensaio: a separação segura da nave em relação ao lançador e ao próprio sistema de escape foi objeto de estudos extensos do Space Task Group, Convair-Astronautics, Space Technology Laboratories, McDonnell e do Marshall Space Flight Center, registados em documentos internos do projeto sobre a distância de separação na Mercury-Redstone, a sua dispersão estatística e a excentricidade do impulso do foguete de escape em relação ao lançador Atlas.

Esse é, na realidade, o valor duradouro do Beach Abort: não tanto ter demonstrado que o sistema funcionava — coisa que se dava quase por garantida — mas sim ter medido com que margens o fazia e ter posto números naquilo que até então eram estimativas.

Sete meses depois do voo de Wallops, o modo de aborto ensaiado ativou-se sem que ninguém o tivesse pedido. Em 21 de novembro de 1960, na tentativa de lançamento da Mercury-Redstone 1, o motor do Redstone apagou-se logo após a ignição, com o foguete ainda na rampa, e o sistema de escape disparou e foi ejetado da cápsula. A torre voou sozinha; a nave, em vez de ser arrancada, ficou onde estava, em cima de um lançador carregado, e abriu o seu paraquedas sobre a própria rampa. Foi o episódio conhecido no programa como o voo de quatro polegadas.

O contraste com o Beach Abort explica por que o ensaio de maio tinha sido necessário e, ao mesmo tempo, por que não bastava. Na praia a sequência tinha-se executado pela ordem correta e com a cápsula solidária à torre; em Cabo Canaveral executou-se fora de ordem, com a torre a separar-se antes de puxar fosse o que fosse. O sistema de escape fez o que o seu temporizador lhe mandou, e o que ficou a descoberto não foi o motor da Grand Central mas sim a lógica que decidia quando devia acender-se e em que sequência deviam separar-se os elementos. Daí saíram correções que foram aplicadas antes de a série tripulada chegar a voar, e por isso o aborto na rampa foi ensaiado de novo, já integrado na cadeia de comando do veículo, na campanha de voos de qualificação que precedeu os voos com astronauta.

A nave que voou o Beach Abort teve uma segunda vida como peça de museu. Depois do ensaio de integridade na McDonnell, a cápsula Mercury número 1 — a primeira da série de produção e a única que voou sem foguete por baixo — acabou exposta no New York Hall of Science, em Corona Park (Nova Iorque), suspensa do teto e com uma torre de escape acoplada cuja proveniência não está documentada. É um detalhe menor e muito próprio da museografia espacial da época, mas convém registá-lo: a torre que hoje se vê sobre essa cápsula não é necessariamente a que a ergueu da areia de Wallops Island.

No censo de voos do Mercury, o Beach Abort ocupa um lugar peculiar. Não foi um lançamento orbital nem suborbital no sentido habitual, não levou lançador e não perseguiu altitude nem velocidade: foi o ensaio de um subsistema levado ao limite do seu envelope mais desfavorável. Precisamente por isso costuma ficar fora das listas de missões e aparece apenas mencionado nos relatos do programa, que saltam dos Little Joe para os Mercury-Redstone tripulados.

No entanto, sem esse minuto e dezasseis segundos de voo, o programa teria entrado na fase tripulada sem nunca ter comprovado, de ponta a ponta, a única manobra que podia salvar um astronauta no pior momento possível: o que decorre entre a ignição do lançador e o instante em que a nave começa a mover-se. O Beach Abort é, nesse sentido, um dos ensaios mais baratos e mais rentáveis de todo o Programa Mercury.