Little Joe 5A

Little Joe 5 foi o primeiro voo da série a utilizar uma cápsula Mercury de produção da McDonnell, em vez de uma maquete estrutural. A nave número 3, entregue originalmente a Langley em julho de 1959 para ensaios de ruído e vibração, foi erguida na rampa de Wallops Island em 27 de setembro de 1960, e o voo realizou-se em 8 de novembro desse mesmo ano, com o propósito de verificar a cápsula num aborto que simulasse as condições de lançamento mais severas.

A subida foi normal até 15,4 segundos após a descolagem, momento em que o motor do foguete de escape acendeu prematuramente. A sequência desorganizou-se por completo: a cápsula não chegou a separar-se do propulsor e todo o conjunto destruiu-se ao colidir com o oceano. Apenas se recuperaram destroços da nave e do propulsor do fundo do mar para análise posterior. O voo alcançou cerca de 16,2 km de altitude e um alcance de cerca de 20,9 km, muito longe do perfil previsto.

A análise da NASA não chegou a uma causa única, mas a três possibilidades que apontavam para o mesmo componente. A primeira era a falha dos interruptores de fim de curso do anel de fixação entre a nave e o adaptador. A segunda, a falha dos interruptores equivalentes do anel da torre de escape. A terceira, uma montagem incorreta desses interruptores em qualquer uma das duas posições, de modo que a vibração ou a deformação estrutural durante a subida pudessem fechá-los por si mesmas e disparar a sequência de escape antes do tempo. Como os objetivos do ensaio não tinham sido cumpridos, decidiu-se repetir a missão.

A cápsula escolhida para a segunda tentativa foi a número 14, também de produção, entregue em Wallops Island em 20 de janeiro de 1961 para o ensaio de aborto em pressão dinâmica máxima. A escolha não era menor: repetir o ensaio com uma nave de série, e não com uma maquete, era a única forma de tirar conclusões sobre o comportamento real da estrutura que ia voar com um astronauta a bordo.

As fontes institucionais consultadas descrevem a falha do LJ-5 e a decisão de repetir o voo, mas não detalham que modificações concretas foram introduzidas nos interruptores de fim de curso, na sua montagem ou na cablagem da sequência de escape antes do LJ-5A. Esse ponto fica documentado como lacuna: o resultado do voo sugere que as medidas adotadas não foram suficientes, mas a natureza exata dessas medidas não se afirma aqui sem fonte.

O contexto do programa naquelas semanas era de máxima pressão. Em 31 de janeiro de 1961 tinha voado a Mercury-Redstone 2 com o chimpanzé Ham a bordo, um voo em que a propulsão rendeu acima do previsto e que obrigou a rever o calendário das missões suborbitais tripuladas. Em 21 de fevereiro, a Mercury-Atlas 2 tinha sido um sucesso. A primeira missão tripulada, a Mercury-Redstone 3, estava prevista para maio. O sistema de escape era a peça que ainda não tinha demonstrado o que devia demonstrar.

O propósito declarado do LJ-5A era demonstrar, acima de tudo, a integridade estrutural da nave e do sistema de escape durante uma manobra de aborto iniciada no ponto de maior pressão dinâmica previsível num lançamento com o Atlas rumo à órbita. A NASA classificou-o como ensaio de escape e impacto em pressão dinâmica máxima.

Esse ponto da subida, conhecido em jargão como «max Q», é o instante em que o produto da densidade do ar e do quadrado da velocidade atinge o máximo, e com ele as cargas aerodinâmicas sobre a estrutura. Um aborto iniciado nesse momento submete a cápsula e a sua torre à pior combinação possível: a torre tem de arrancar a nave do propulsor com uma aceleração muito elevada, enquanto o ar, ainda denso, empurra lateralmente um conjunto longo e esguio. No LJ-5A, a pressão dinâmica registada foi de 1.580 psf e a aceleração máxima de 8 G. O propulsor utilizado foi o Little Joe número 7, um foguete de combustível sólido concebido precisamente para este tipo de ensaios: barato, lançável a partir de Wallops Island e capaz de levar a cápsula ao regime de voo pretendido sem gastar um Atlas nisso.

O LJ-5A descolou de Wallops Island em 18 de março de 1961, sexta missão da série Little Joe. A descolagem foi normal. Dezanove segundos depois, a torre de escape acendeu prematuramente, numa situação que a própria cronologia da NASA descreve como muito semelhante à do voo de novembro anterior.

A partir daí, o voo transformou-se num exercício de improvisação controlada a partir de terra. Foi dado o sinal para iniciar a manobra de aborto e o anel de fixação entre o propulsor e o adaptador soltou-se conforme previsto, mas a cápsula permaneceu sobre o propulsor: o motor de escape já se tinha consumido na ignição prematura e não restava impulso para a arrancar. A nave e o foguete continuavam a voar unidos, com a torre gasta, exatamente o cenário que tinha destruído o LJ-5.

A diferença esteve na reação. Ordenou-se separar a cápsula recorrendo aos retrofoguetes, e essa ordem foi transmitida antes de o voo atingir o apogeu, que era o ponto onde a separação tinha sido planeada. A consequência foi uma separação descrita como violenta, mas eficaz: a cápsula libertou-se do propulsor e da torre de escape, e assim pôde entrar na sequência de recuperação. O voo alcançou cerca de 12 km de altitude e um alcance de cerca de 29 km, com uma velocidade máxima de 1.783 milhas por hora (2.869 km/h).

Os paraquedas abriram-se por volta dos 40.000 pés de altitude e a nave desceu normalmente até ao mar. A cápsula foi recuperada, e a inspeção posterior revelou o resultado mais valioso de todo o ensaio: apesar da ignição prematura, da separação forçada e do facto de ter voado presa ao propulsor durante boa parte da trajetória, a nave número 14 tinha sofrido apenas danos estruturais superficiais.

Esse resultado não era o que se procurava, mas dizia algo relevante por si só sobre a robustez da estrutura da McDonnell. A NASA registou a missão como parcialmente bem-sucedida e deixou constância explícita de que os objetivos do ensaio não tinham sido alcançados: o ensaio de escape em pressão dinâmica máxima continuava por realizar nas condições previstas, porque a torre se tinha acendido no momento errado e não tinha conseguido demonstrar o que devia demonstrar.

A decisão que se seguiu foi voltar a tentar pela terceira vez, e fazê-lo com a mesma nave. A cápsula número 14, recondicionada e redesignada 14A, foi entregue de novo em Wallops Island em 4 de abril de 1961 para a missão Little Joe 5B, outro ensaio de aborto em pressão dinâmica máxima.

O LJ-5B voou em 28 de abril de 1961 e desta vez a missão foi um sucesso: a nave foi recuperada após um voo que alcançou cerca de 4,5 km de altitude e um alcance de cerca de 14 km, com uma velocidade máxima de 1.780 milhas por hora e uma aceleração de 10 g. O perfil, mais baixo e mais curto do que o do LJ-5A, correspondia a um aborto iniciado mais cedo na trajetória. Com o LJ-5B encerrou-se a série Little Joe do programa Mercury.

A sequência LJ-5, LJ-5A, LJ-5B é provavelmente o melhor exemplo do método com que o Mercury foi construído: um ensaio que falha, repete-se, volta a falhar de forma semelhante e repete-se uma terceira vez até se obter o dado. Os três voos ocuparam pouco menos de seis meses, entre novembro de 1960 e abril de 1961, em paralelo com as missões Redstone e Atlas que preparavam o primeiro voo tripulado.

A cápsula número 14 é a única nave Mercury que voou duas vezes — no LJ-5A e no LJ-5B — e encontra-se exposta no Virginia Air and Space Center, em Hampton, Virgínia, a pouca distância do centro de Langley onde o programa tinha sido gerado.

Além do objeto, o LJ-5A deixou duas lições. A primeira, negativa: uma falha repetida na mesma parte do sistema, com a torre a acender-se antes do tempo pela segunda vez consecutiva, demonstrava que o problema não tinha sido totalmente compreendido após o LJ-5. A segunda, positiva e de certo modo tranquilizadora: a estrutura da cápsula suportou uma sequência de acontecimentos muito pior do que a prevista — ignição prematura, voo preso ao propulsor e separação violenta fora do ponto planeado — e chegou à água em condições de voar novamente. Mês e meio depois do LJ-5A, e com a série Little Joe já encerrada, Alan Shepard voava na Freedom 7 com uma torre de escape sobre a cabeça.