Big Joe 1

Quando o Project Mercury começou, nenhuma decisão de projeto pesava tanto quanto a do escudo térmico. Uma cápsula que regressasse da órbita entraria na atmosfera à velocidade orbital e toda a sua energia cinética se transformaria em calor: o veículo sobreviveria ou não conforme essa energia fosse dissipada. A NASA considerava duas famílias de solução, um dissipador térmico metálico e um escudo ablativo que se consumisse de forma controlada durante a reentrada, e os subcontratados das alternativas trabalhavam em paralelo. Os túneis de vento, os ensaios de arco de plasma e os cálculos davam confiança, mas nenhum reproduzia ao mesmo tempo o tamanho real, a forma real e a energia real de uma reentrada. Big Joe nasceu dessa carência: um voo balístico com o míssil mais potente disponível, capaz de acelerar uma cápsula em tamanho real até condições de aquecimento semelhantes às do regresso desde a órbita.

O nome diz tudo se for lido junto ao do seu irmão mais novo. Little Joe era o foguete de propulsor sólido barato, feito em casa por Langley, com o qual se ensaiavam abortos e cargas máximas a baixa altitude. Big Joe era, na gíria interna, «o ensaio de ablação com Atlas»: o mesmo espírito de teste direto, mas com o lançador verdadeiro e no regime térmico que importava.

A nave que voou não era uma Mercury de produção. Enquanto a McDonnell Aircraft, em St. Louis, montava as cápsulas operacionais com a sua rede de subcontratados —Minneapolis-Honeywell para o sistema automático de estabilização e controlo, Bell para o sistema de controlo por reação, Collins Radio para a eletrónica e as comunicações, AiResearch para o controlo ambiental—, o Space Task Group fabricou o seu próprio exemplar de ensaio. A divisão foi explícita: o centro Lewis ficou responsável pela secção inferior, ou seja, pelo recipiente de pressão, pelo escudo térmico, pelos sensores, pela telemetria e pelo sistema de controlo de atitude; Langley, em colaboração com a Radioplane, ocupou-se da secção superior, do contentor de paraquedas e do equipamento de recuperação.

Aquela cápsula de ensaio levava o sistema chamado ACS, «Attitude Control System». A sigla é um pormenor revelador de como tudo era prematuro: ACS designava especificamente o equipamento da cápsula de Big Joe e só depois daquele lançamento de setembro de 1959 passou a ser um termo genérico na nomenclatura de Mercury, substituído na nave de produção pelo ASCS, o sistema automático de estabilização e controlo que fazia de piloto automático. Big Joe voou, portanto, com uma versão primitiva do controlo de atitude, cuja função era orientar a cápsula após a separação para que entrasse na atmosfera com o escudo à frente.

O lançador foi um Atlas D, o número 10-D, emprestado do programa de mísseis balísticos intercontinentais. Para o voo de uma cápsula, isto era uma decisão de peso: o Atlas era um míssil de estrutura de aço fino pressurizado, extraordinariamente leve para o seu tamanho e ainda em pleno desenvolvimento, com um histórico de falhas e explosões que preocupava seriamente os engenheiros encarregados de o certificar para transportar pessoas. A coordenação entre a NASA, a McDonnell, a Divisão de Mísseis Balísticos da Força Aérea, a Convair e o Space Task Group organizou-se num painel específico que foi resolvendo, ponto por ponto, os procedimentos de lançamento, as trajetórias e planos de voo dos dois primeiros disparos previstos, o acoplamento mecânico e elétrico entre cápsula e foguete, os procedimentos de segurança da plataforma e do campo de lançamento, e a contagem regressiva.

Nem sequer a plataforma foi um assunto pacífico. O Space Task Group pediu que o mesmo complexo atribuído ao lançamento de Big Joe ficasse disponível de forma contínua para preparar todos os lançamentos Mercury-Atlas seguintes; o comando do centro de testes da Força Aérea, interessado em aproveitar ao máximo as instalações do Cabo, preferia repartir os lançamentos entre diferentes rampas. O desacordo chegou a um impasse no final de junho, quando representantes da NASA e da agência de projetos avançados do Departamento de Defesa se reuniram para decidir que lançamentos seriam adiados: a urgência dos programas de mísseis intercontinentais e de alerta precoce teve prioridade. Aquela cena descreve bem a posição real do Mercury em 1959, um programa civil recém-nascido que disputava plataformas, radares e navios com as prioridades militares da guerra fria.

Antes do voo realizaram-se dois acendimentos de verificação do veículo, a prática habitual com o Atlas: acende-se o foguete ancorado à plataforma durante alguns segundos para verificar a sequência completa. O primeiro, em 1 de setembro de 1959, terminou imediatamente após chegar a T-0: depois do acendimento normal dos motores vernier não se seguiu o da câmara sustentadora nem o dos principais, e o temporizador de atraso da fase de ignição ordenou o corte. Nem o foguete nem a plataforma sofreram danos. A segunda tentativa, em 3 de setembro, completou-se com normalidade, com ignição correta, transição para o estágio principal e corte pelo temporizador após alguns segundos de funcionamento. Com o veículo declarado apto, o lançamento foi marcado para 9 de setembro.

Big Joe 1 descolou da rampa 14 de Cabo Canaveral na madrugada de 9 de setembro de 1959. A primeira parte da subida decorreu com normalidade, mas o Atlas falhou num ponto crítico da sua sequência: a secção de motores de decolagem não se desprendeu. O Atlas era um foguete de estágio e meio, e o desprendimento desse anel de motores era indispensável para aliviar o veículo antes da fase final do impulso. Não se tendo produzido, o conjunto continuou a acelerar carregado com uma massa morta considerável, e a cápsula também não conseguiu separar-se no instante previsto; a separação acabou por acontecer, mas tarde.

As consequências encadearam-se. A cápsula alcançou uma altitude e uma velocidade inferiores às planeadas, de modo que as condições de reentrada resultaram menos severas do que as pretendidas, e ficou a girar após uma separação que não ocorreu nas condições para as quais o controlo de atitude estava concebido. O sistema tentou orientar o veículo e consumiu o seu propelente sem conseguir a orientação programada. Foi aqui que ocorreu o mais interessante do voo: privada de controlo ativo, a cápsula orientou-se sozinha. A forma da Mercury, com o seu corpo rombudo e o seu centro de gravidade muito avançado em direção ao escudo, é aerodinamicamente estável com o escudo à frente, e foi exatamente isso que a cápsula fez ao encontrar ar denso. A reentrada ocorreu na atitude correta sem que nada a comandasse.

O escudo ablativo cumpriu a sua função. A cápsula atravessou o aquecimento, abriu o seu paraquedas e amarou no Atlântico, onde foi recuperada após um voo de cerca de treze minutos e levada para terra para exame. O apogeu registado foi de cerca de 152,9 quilómetros e o voo não chegou a completar nenhuma órbita: era, por conceção, uma trajetória balística.

O balanço de Big Joe 1 costuma resumir-se como um resultado parcial, e com razão: o lançador falhou na separação da secção de motores e o perfil de reentrada não foi o que tinha sido planeado. Mas a missão não se julgava pelo Atlas, mas sim pelo escudo. E o escudo, recuperado e examinado, demonstrou que o conceito ablativo funcionava em tamanho real e em voo real. Com ele ficaram validadas várias outras coisas: a estabilidade aerodinâmica passiva da configuração Mercury, que se orientou sozinha quando o controlo ativo ficou sem recursos; o comportamento térmico do corpo posterior da cápsula; a instrumentação e a telemetria que tinham medido tudo isso; e toda a cadeia de recuperação no mar, com o navio no seu lugar e a cápsula devolvida inteira.

A falha do Atlas foi também informação útil, e na lógica de um programa de desenvolvimento essa é uma forma perfeitamente respeitável de aproveitar um voo. A separação da secção de motores voltou a ser um assunto conhecido da lista de problemas do míssil e foi tratada como tal.

O efeito mais tangível de Big Joe foi de agenda. Estava previsto repetir o ensaio com um segundo exemplar, mas os dados do primeiro consideraram-se suficientes para o que se queria saber, e a repetição foi cancelada. Num programa que acumulava atrasos crónicos e no qual cada plataforma e cada Atlas disputavam com os programas militares, poupar um voo inteiro e a sua preparação não era pouca coisa: libertou recursos e antecipou o momento em que o Mercury poderia passar aos voos com o veículo de produção da McDonnell.

No plano técnico, Big Joe encerrou a discussão sobre o escudo térmico no sentido que hoje parece óbvio e que na altura não era. Deixou também uma lição que reapareceria ao longo de todo o programa: a forma da cápsula era o seu melhor sistema de segurança, porque garantia a atitude de reentrada mesmo que tudo o resto falhasse. Quando, em 1962 e 1963, os voos tripulados tiveram de resolver problemas de controlo de atitude e de consumo de propelente, essa propriedade passiva continuava lá, comprovada desde o primeiro voo de uma cápsula Mercury.

Como peça de história, Big Joe 1 ocupa um lugar peculiar: foi o primeiro voo de uma cápsula do programa, o primeiro Mercury-Atlas e um fracasso parcial do lançador que, ainda assim, entregou o dado que justificava a sua existência. Os voos não tripulados deste tipo raramente são lembrados ao lado dos tripulados, mas são exatamente o lugar onde se decidiu se estes últimos seriam possíveis. </content>