Little Joe 1B

A série Little Joe nasceu de uma conta muito simples. Quando a NASA buscou um propulsor para os testes do Projeto Mercury, descobriu que cada Atlas custava da ordem de 2,5 milhões de dólares e que até mesmo um Redstone rondava o milhão de dólares por lançamento. Os responsáveis pelo programa sabiam que seriam necessários muitos disparos de desenvolvimento, e a esses preços o cronograma era inviável. A resposta foi projetar um veículo próprio, de propelente sólido, que custava cerca de 200.000 dólares por unidade e que podia ser lançado das instalações já existentes em Wallops Island, sem ter de competir por uma plataforma em Cabo Canaveral.

A ideia vinha de janeiro de 1958, quando Max Faget e Paul Purser haviam detalhado no papel como agrupar quatro foguetes sólidos Sergeant — de uso corrente em Wallops — para impulsionar uma cápsula tripulada acima da estratosfera. Em agosto daquele ano, William Bland e Ronald Kolenkiewicz retomaram esses projetos preliminares, e em outubro uma equipe da NASA preparou os desenhos da estrutura do propulsor e de um lançador adequado. O nome surgiu do próprio desenho: as primeiras seções mostravam quatro furos, que alguém associou à jogada de dois dados de valor dois, «little joe». Depois foram acrescentados mais quatro círculos para os motores Recruit, mas o apelido já havia ficado; as quatro grandes empenas estabilizadoras da fuselagem ajudaram a fixá-lo. A atribuição do nome costuma ser feita a Faget, no Centro de Pesquisa Langley.

Doze empresas responderam em novembro de 1958 ao pedido de propostas para a fuselagem. A avaliação técnica ficou, em grande parte, a cargo do próprio Langley, e a Divisão de Mísseis da North American Aviation venceu o contrato em 29 de dezembro de 1958, com um pedido de sete fuselagens e um lançador móvel, cuja fabricação começou em Downey, Califórnia.

Os objetivos fixados no fim de 1958 eram quatro: estudar a dinâmica da cápsula em altitudes progressivamente maiores, testar o sistema de escape na pressão dinâmica máxima, qualificar o sistema de paraquedas e verificar os métodos de busca e recuperação. Os primeiros voos deviam medir esforços em voo e no impacto; os seguintes, parâmetros críticos a 20.000, 250.000 e 500.000 pés. A esses mínimos podiam se somar estudos de níveis de ruído, cargas térmicas e de pressão, separação do escudo térmico e comportamento de passageiros animais, sempre que coubessem na escassa telemetria disponível. Como todas as cápsulas lançadas pelo Little Joe seriam recuperadas, o registro a bordo simplificava muito o problema.

O propulsor foi o primeiro de apenas dois sistemas concebidos exclusivamente para qualificar cápsulas tripuladas, e um dos pioneiros operacionais do princípio de agrupamento de foguetes. Os quatro Sergeant modificados — chamados Castor ou Pollux conforme a modificação — e os quatro Recruit suplementares podiam ser disparados em sequências diferentes, de modo que o empuxo de decolagem variava muito; o máximo de projeto rondava as 230.000 libras, cerca de 1.020 quilonewtons. Em teoria, isso bastava para colocar uma nave de cerca de 4.000 libras (1.800 kg) numa trajetória balística de mais de 100 milhas de altura, de modo que o perfil de subida se assemelhava ao que sofreria um Atlas tripulado, e o solavanco do foguete de escape podia ser demonstrado nas condições de decolagem mais severas imagináveis.

O aborto na pressão dinâmica máxima — o «max Q» — era o teste chave. É o instante em que o produto da densidade do ar pelo quadrado da velocidade atinge seu máximo e em que a cápsula, ao se separar, sofre as cargas aerodinâmicas mais brutais; é também o trecho de maior vibração para o tripulante. Se a torre de escape funcionasse ali, funcionaria em qualquer outro momento da subida.

Little Joe 1 deveria demonstrar isso em agosto de 1959. Trinta e cinco minutos antes do lançamento, a evacuação da área transcorria conforme previsto, e estavam sendo carregadas as baterias do programador e do sistema de destruição do propulsor quando, meia hora antes da hora prevista, ocorreu um clarão. Ao se dissipar a fumaça, viu-se que apenas a cápsula e a torre haviam decolado, numa trajetória semelhante à de um aborto a partir da plataforma; o propulsor e o anel de fixação do adaptador permaneceram intactos no lançador. Perto do apogeu, a cerca de 2.000 pés, o anel que unia a torre à cápsula se soltou, e o pequeno foguete pirotécnico de ejeção da torre acendeu. O relatório do acidente, datado de 18 de setembro de 1959, atribuiu o acionamento prematuro do motor de escape Grand Central a um vazamento elétrico — os transitórios ou «tensões fantasma» de um circuito de relé —, e localizou a falha numa bobina cuja função era justamente proteger os espécimes biológicos de um aborto brusco demais. A missão não cumpriu nenhum de seus objetivos.

Little Joe 1A repetiu a tentativa em 4 de novembro de 1959. O sistema de detecção de pressão devia indicar o instante em que se alcançava a pressão dinâmica de aborto, cerca de trinta segundos após a decolagem, e enviar o sinal aos parafusos explosivos que separavam a cápsula do propulsor; o mesmo impulso acendia o motor de escape. Tudo funcionou até aí, mas o motor demorou vários segundos para desenvolver empuxo, e a manobra de aborto não foi executada na pressão dinâmica buscada: ficou em 168 libras por pé quadrado, bem abaixo das cerca de 1.000 próprias de um lançamento com Atlas. O restante do voo, até a recuperação, transcorreu sem incidentes: 9 milhas estatutárias de altitude, 11 de alcance, 2.022 milhas por hora de velocidade máxima e 8 minutos e 11 segundos de voo com uma carga de 1.007 kg. Foi classificado como sucesso parcial, e decidiu-se repetir o teste.

No meio tempo, em 4 de dezembro de 1959, o Little Joe 2 testou o escape de um primata em grande altitude com o macaco rhesus Sam a bordo: 53 milhas estatutárias de apogeu, 194 de alcance, 2.150 libras por pé quadrado de pressão dinâmica máxima, 14,8 g e 3 minutos e 13 segundos de ausência de peso num voo de 11 minutos e 6 segundos. Aquela missão cumpriu seus objetivos, mas era um teste diferente: escape em grande altitude, não no ponto de carga aerodinâmica máxima. A dívida continuava pendente.

O LJ-1B voou com uma cápsula boilerplate — um modelo de teste em escala e peso reais, sem os sistemas de uma nave operacional — do tipo que a McDonnell e as oficinas de Langley vinham fabricando para testar recuperação e torre de escape. A massa de lançamento associada ao voo foi de 1.007 kg, a mesma cifra que aparece nos testes irmãos da série.

A passageira foi uma macaca rhesus (Macaca mulatta) chamada Miss Sam, instalada num leito de fibra de vidro moldado e alojada num contêiner dentro da cápsula. Seu nome remete ao do macaco Sam, que havia voado sete semanas antes no Little Joe 2. A presença de um primata e o teste de escape não eram objetivos concorrentes: a instrução da série era acrescentar observações sobre o comportamento dos passageiros animais sempre que a telemetria disponível permitisse, e um aborto no max Q era justamente a ocasião de medir o que o solavanco mais violento previsto em todo o perfil de voo fazia a um ser vivo.

O disparo ocorreu em 21 de janeiro de 1960 na plataforma de Wallops Island, com o quinto veículo Little Joe da série. O objetivo declarado pela NASA era, novamente, «aborto e teste de escape em max Q».

Desta vez, o sistema fez o que se esperava dele. A separação ocorreu com uma pressão dinâmica de 1.070 libras por pé quadrado — a ordem de grandeza buscada desde o início e que nem o LJ-1 nem o LJ-1A haviam alcançado —, a cápsula suportou uma aceleração máxima de 4,5 g e atingiu uma velocidade de 2.022 milhas por hora. O apogeu ficou em torno das 9 milhas estatutárias, equivalentes a 15,0 km, e o alcance em cerca de 12 milhas mar adentro. Entre o fim do empuxo e o início da queda houve 28 segundos de ausência de peso. O voo completo, da decolagem à amerissagem, durou 8 minutos e 35 segundos.

A cápsula amerissou em frente à costa da Virgínia e foi recolhida por um helicóptero do Corpo de Fuzileiros Navais, que a devolveu a Wallops Island em cerca de 45 minutos. Miss Sam saiu do contêiner em boas condições. A rapidez do resgate não era um detalhe anedótico: a verificação dos métodos de busca e recuperação figurava desde 1958 entre os objetivos primários da série, junto com o teste de escape e a qualificação dos paraquedas, e cada voo servia para medir quanto tempo o dispositivo realmente levava para chegar até a cápsula.

A NASA classificou a missão como bem-sucedida.

O valor do LJ-1B não está em sua altitude — apenas 9 milhas — nem em sua duração, mas no fato de ter encerrado um assunto pendente. Com ele, o aborto no ponto de pressão dinâmica máxima deixou de ser uma hipótese razoável para se tornar um fato medido, e o sistema de escape por tração do Mercury ficou demonstrado na condição que o justificava. Os voos posteriores da série puderam se dedicar a outras coisas.

Também marcou a fronteira entre duas fases. Em 21 de janeiro de 1960, os cinco disparos realizados ou tentados haviam gasto quatro dos seis propulsores de teste que a North American havia entregado, e cinco cápsulas protótipo das oficinas de Langley. Restavam dois propulsores para os voos de qualificação, e o Space Task Group ordenou recondicionar a sétima fuselagem — retida em Downey para testes de carga estática — para dispor de três. O sucesso do LJ-1B implicava que o disparo seguinte, o sexto, chamado Little Joe 5, seria o primeiro a voar com uma cápsula Mercury real da linha de produção da McDonnell. Nessa passagem, dos testes de desenvolvimento com modelos boilerplate para os voos de qualificação com a nave autêntica, o Space Task Group se afastava da pesquisa e se aproximava da operação.

O programa Little Joe empregou sete fuselagens para oito voos entre 1959 e 1961, dos quais três foram considerados plenamente bem-sucedidos. Vista de fora, é uma estatística medíocre; vista de dentro, é exatamente o que se pedia a um banco de testes barato: falhar em terra e em modelos de teste o que não podia falhar mais tarde com um homem a bordo. A numeração oficial do Mercury — duas letras para o lançador, um dígito para o conjunto de objetivos e uma letra opcional para distinguir tentativas sucessivas do mesmo teste — explica por si só a história dessa missão: o «B» de LJ-1B diz que era a terceira tentativa de cumprir os objetivos do voo LJ-1.

O conceito sobreviveu ao programa. Um sucessor, o Little Joe II, foi usado entre 1963 e 1966 para os testes em voo do sistema de escape do programa Apollo, com a mesma lógica: um propulsor sólido, barato e sem outra missão além de demonstrar que a tripulação podia escapar dali.