Mercury-Atlas 5

Em novembro de 1961 o balanço da corrida orbital era desfavorável aos Estados Unidos. A União Soviética tinha voado Yuri Gagarin na Vostok 1 e Gherman Titov na Vostok 2, ambos em órbita, enquanto os voos tripulados norte-americanos de Alan Shepard e Virgil Grissom tinham sido trajetórias balísticas de quinze ou dezasseis minutos. A pressão para colocar quanto antes um astronauta em órbita era intensa, e dentro da NASA existia uma discussão real sobre se convinha consumir outra nave Mercury e outro Atlas num voo sem piloto. A sede questionava a conveniência de o centro de voo tripulado lançar mais uma missão não tripulada.

A posição que prevaleceu foi a dos responsáveis pelo programa, que consideravam o voo de um primata uma verificação preliminar imprescindível de todo o sistema antes de arriscar um ser humano. O gabinete de assuntos públicos da NASA formulou-o nesses termos num comunicado anterior ao lançamento. Por trás dessa decisão havia um raciocínio de engenharia mais do que de propaganda: o voo anterior, Mercury-Atlas 4 de 13 de setembro de 1961, tinha levado um simulador mecânico de tripulante e completado uma órbita com apogeu de 123 milhas náuticas e perigeu de 86, mas um manequim não consome oxigénio, não gera calor metabólico e não pode demonstrar que o sistema de controlo ambiental mantém vivo e funcional um ocupante durante horas.

A nave que voou como MA-5 foi a Mercury número 9, entregue em Cabo Canaveral em 24 de fevereiro de 1961. A sua estadia na base foi a mais longa de todo o programa: quarenta semanas de preparação, segundo o resumo de utilização de naves da cronologia oficial do projeto. A razão não foi tanto um problema técnico como uma sucessão de mudanças de destino. A número 9 foi configurada primeiro para um voo balístico instrumentado, depois para um voo balístico com primata, mais tarde para uma missão orbital instrumentada de três voltas e, por fim, para o voo orbital com chimpanzé que finalmente realizou. Estava originalmente prevista para a MA-4, mas para essa missão foi empregue a número 8, recuperada e recondicionada após o lançamento falhado da MA-3.

A sua importância técnica ia além do passageiro. A número 9 era a segunda cápsula da série «Mark II», com a janela quadrada de grande tamanho e a escotilha de parafusos explosivos, em contraste com as pequenas vigias e o fecho pesado das «Mark I». Grissom já tinha voado numa Mark II no voo balístico MR-4, mas ninguém tinha submetido essa janela grande ao calor muito maior de uma reentrada a partir de órbita. A MA-5 era a oportunidade de o comprovar antes de Glenn o fazer com a vida em jogo.

O lançador foi o Atlas 93-D. Passou a sua inspeção de saída de fábrica na Convair em 1 de outubro de 1961 — embora já tivesse chegado a Cabo Canaveral em agosto desse ano — e foi erguido no complexo de lançamento 14 em 6 de outubro, sendo entregue formalmente à missão em 9 de outubro. O êxito da MA-4 em setembro tinha devolvido a confiança na fiabilidade do Atlas, que vinha de um historial irregular. A Junta de Revisão de Segurança de Voo reuniu-se em 28 de novembro, véspera do lançamento, para rever os nove lançamentos de Atlas espaciais e militares realizados desde a sua reunião anterior de agosto: quatro desses fracassos deveram-se a falhas do próprio foguete.

Entre os antecedentes examinados figurava o caso do míssil 26E, que tinha perdido o impulso do motor sustentador após o corte dos motores propulsores em 10 de setembro e cuja causa continuava sob investigação, e também a destruição do veículo 32E pouco depois da descolagem em 10 de novembro, um acidente em que morreu um macaco-esquilo que viajava como carga biológica; atribuiu-se a um problema aleatório de controlo de qualidade que não afetava a cadeia, muito mais supervisionada, dos Atlas de Mercury. As falhas do sistema de controlo de voo de MIDAS 4 e SAMOS 4 continuavam também por esclarecer.

Com esses precedentes introduziram-se várias modificações. Embora a MA-4 tivesse voado bem, preocupavam os níveis de vibração dos primeiros vinte segundos da subida, pelo que se retocou ligeiramente o piloto automático do lançador. O sistema de segurança de alcance foi modificado para poder enviar uma ordem manual de corte ao motor sustentador, precaução destinada a evitar que uma sobreaceleração do motor injetasse a cápsula numa órbita mais alta do que a prevista. Substituiu-se o volumoso equipamento de telemetria de válvulas por outro de estado sólido, mais compacto, e o 93-D foi o segundo Atlas da série D a incorporar o detetor de rotação dos motores de giro dos giroscópios, pensado para confirmar antes da descolagem que as plataformas inerciais funcionavam.

A MA-5 foi concebida como uma aproximação o mais fiel possível à missão tripulada MA-6. A descolagem produzir-se-ia a partir do complexo 14 com um rumo de 72,51 graus a leste do norte. A inserção orbital teria lugar a 480 milhas (770 km) de Cabo Canaveral, a uma altitude de 100 milhas (160 km) e com uma velocidade de 25.695 pés por segundo (7.832 m/s). A retrofrenagem estava planeada para 4 horas, 32 minutos e 26 segundos após a descolagem, e a amerissagem 21 minutos e 49 segundos após a ignição dos retrofoguetes. As temperaturas de reentrada previstas eram de 3.000 °F (1.650 °C) no escudo térmico, 2.000 °F (1.090 °C) no alojamento da antena, 1.080 °F (582 °C) na secção cilíndrica e 1.260 °F (682 °C) na cónica. Calculava-se que o motor sustentador esgotado do Atlas reentraria na atmosfera após pouco mais de nove órbitas.

As regras de missão para a MA-5 foram publicadas em 18 de setembro de 1961 e revistas em 16 e 25 de outubro e 11 de novembro. O plano de aquisição de dados saiu em 20 de outubro. No dia do voo, os astronautas de Mercury ocuparam os postos de comunicadores de cápsula em seis estações da rede mundial de rastreamento: a missão servia também para treinar quem depois faria esse trabalho a partir de terra durante os voos tripulados. Um mês antes, em 1 de novembro, tinha falhado a tentativa de lançar a Mercury-Scout 1 com um pacote de comunicações destinado a qualificar o rastreamento por radar da rede; o veículo desenvolveu movimentos erráticos e foi destruído por segurança aos 43 segundos de voo. Não houve mais tentativas, e foram precisamente a MA-4 e a MA-5 que demonstraram que a rede cumpria todos os requisitos.

O ocupante da MA-5 não foi Ham, o chimpanzé do voo balístico MR-2 de janeiro de 1961, mas sim Enos, um animal diferente e com um treino muito mais exigente. Vinha dos Camarões, tinha sido registado inicialmente como «chimpanzé n.º 81» e foi adquirido pela Força Aérea norte-americana em 3 de abril de 1960. No momento do voo tinha cerca de cinco anos. A sua preparação somou mais de 1.250 horas repartidas entre a Universidade do Kentucky e a base aérea de Holloman, e foi deliberadamente mais dura do que a de Ham porque um voo orbital implicava exposições muito mais prolongadas à ausência de peso e acelerações sustentadas mais elevadas.

A cronologia do projeto documenta que, entre 21 de junho e 15 de julho de 1961, os chimpanzés do programa Mercury-Atlas receberam treino de aclimatação ao ruído e à vibração e sessões de centrifugadora na Universidade do Sul da Califórnia, e que dois dos animais voaram parábolas num avião C-131 para experimentar a ausência de peso. Os mesmos relatórios de situação registam que foram instruídos em problemas psicomotores avançados: não se tratava de passageiros passivos, mas sim de sujeitos treinados para trabalhar durante o voo.

Em 29 de outubro de 1961, três chimpanzés e doze especialistas médicos instalaram-se em dependências do Cabo para preparar a missão. A escolha definitiva de Enos ocorreu apenas três dias antes do lançamento; os seus suplentes eram, por ordem de possível chamada, Duane, Jim, Rocky e o próprio Ham, veterano da MR-2. O nome escolhido, Enos, significa «homem» em hebraico.

O interesse científico do voo não estava só na fisiologia do ocupante, mas na sua capacidade de trabalhar. Enos devia executar em órbita o mesmo repertório de tarefas psicomotoras que tinha aprendido em terra, acionando alavancas perante estímulos determinados dentro de um programa de condicionamento em que as respostas incorretas eram castigadas com uma descarga elétrica leve nas plantas dos pés. Se um animal treinado conseguisse manter esse desempenho em microgravidade, dentro de um fato pressurizado e sujeito ao ruído e às vibrações da subida, havia um argumento sólido para afirmar que um piloto humano poderia pilotar.

O que aconteceu durante o voo deu a essa demonstração um rumo cruel. Uma falha no equipamento de tarefas inverteu o critério do programador, de modo que Enos recebeu setenta e seis descargas elétricas apesar de estar a responder corretamente. O animal continuou a trabalhar: a avaliação recolhida na história da primatologia é que executou concienciosamente todas as tarefas aprendidas durante as mais de três horas de voo, apesar das falhas do sistema eletrónico. Os relatórios da NASA limitam-se a registar que o chimpanzé desempenhou as suas funções psicomotoras e que, ao ser recuperado, se encontrava em excelente condição física.

Em 29 de novembro de 1961, cerca de cinco horas antes do lançamento, Enos e o seu conjunto cadeira-fato foram introduzidos na nave. A contagem decrescente acumulou diversas retenções que somaram 2 horas e 38 minutos. A descolagem ocorreu às 15:08 UTC. O piloto automático modificado funcionou como esperado e as vibrações mantiveram-se em níveis confortáveis, com uma fase de ascensão sem incidentes; todos os sistemas do Atlas comportaram-se de forma excelente e não houve desvios de desempenho significativos. O corte dos motores propulsores chegou aos T+130 segundos e o do sustentador e dos verniers aos T+300 segundos, com a separação da cápsula dois segundos mais tarde.

O Atlas colocou a MA-5 numa órbita de 99 por 147 milhas (159 por 237 km), muito próxima da prevista. O ocupante suportou um máximo de 6,8 g durante a aceleração dos motores propulsores e de 7,6 g com o impulso final do sustentador. A manobra de rotação e amortecimento após a separação consumiu 6 libras (2,7 kg) do combustível de controlo, das 61,5 libras (27,9 kg) disponíveis a bordo, um pouco menos do que tinha gasto a MA-4 na mesma manobra.

Uma vez estabilizada na sua atitude orbital de 34 graus, a nave apenas precisou de 1,5 libras (0,68 kg) de combustível dos propulsores para manter a posição correta durante toda a primeira volta. No final dessa órbita, os controladores notaram que o relógio de bordo adiantava 18 segundos e, ao passar sobre Cabo Canaveral, enviaram uma ordem para o acertar. O Centro de Controlo de Mercury recebeu indicações de que todos os sistemas da nave estavam em bom estado. Com o período orbital de 88,44 minutos, Enos completou a sua primeira volta à Terra em pouco menos de hora e meia.

No início da segunda órbita, quando a MA-5 sobrevoou o navio de rastreamento do Atlântico, chegaram indícios de que a temperatura dos inversores estava a subir; a estação das Canárias confirmou a falha do sistema de controlo ambiental. Os aquecimentos anómalos não eram novidade — em voos anteriores os inversores tinham continuado a funcionar ou tinha-se comutado para o de reserva —, pelo que no controlo da missão não houve alarme. Ao alcançar Muchea, na Austrália, detetaram-se sinais de atividade elevada dos propulsores e excursões do movimento da cápsula, embora outros dados indicassem que se mantinha o modo orbital de 34 graus. Sobre Woomera não se notaram problemas de controlo de atitude e os avisos anteriores foram dados como descartados.

Foi na estação da ilha Canton que o controlo compreendeu que o sistema de controlo de atitude estava avariado. Uma limalha metálica alojada numa conduta de alimentação de combustível tinha inutilizado um dos propulsores de rolagem no sentido horário. Sem esse jato, a nave desviava-se da sua atitude normal até que o sistema automático de estabilização e controlo a devolvia à posição orbital de 34 graus, e o ciclo recomeçava. A sequência de desvio e correção repetiu-se nove vezes antes da retrofrenagem, e uma décima entre a ignição dos retrofoguetes e o sinal telemétrico do indicador de 0,05 g. Os propulsores restantes consumiram 9,5 libras (4,3 kg) de combustível durante a segunda órbita para manter a nave alinhada: cada perda de atitude custava mais de uma libra (0,45 kg), face às 1,5 libras de toda a primeira volta.

À avaria de controlo somou-se a do sistema ambiental. A temperatura do circuito da cadeira e do fato subiu rapidamente de 65 para 80 °F (de 18 para 27 °C), sinal de que o permutador de calor estava a congelar. O aumento fez com que a temperatura corporal de Enos subisse para 99 °F (37 °C) e depois para 100 °F (38 °C), e os observadores médicos começaram a preocupar-se com o estado do animal. A temperatura estabilizou-se em 100,5 °F (38,1 °C), indício de que o sistema ambiental tinha voltado a funcionar. A refrigeração pareceu corrigir-se sozinha, mas os problemas de atitude continuaram.

Quando a nave se aproximava do Havai na sua segunda volta, os monitores médicos estavam dispostos a deixar Enos completar a terceira órbita: o ocupante estava a aguentar bem. A equipa de engenharia, pelo contrário, temia que o propulsor encravado continuasse a consumir combustível e que a nave ficasse sem gás de controlo de atitude, precisamente o que se precisava para orientar o veículo na retrofrenagem e na reentrada. A sua recomendação foi terminar o voo.

O diretor de voo Christopher Kraft avisou os controladores do Havai para estarem preparados para iniciar a retrofrenagem e trazer a nave para o Pacífico se fosse necessário, e alertou também os de Point Arguello, na Califórnia, caso fosse preciso ordená-lo na passagem da MA-5 pela sua vertical. Optou por deixar a nave chegar à posição normal de retrofrenagem da segunda órbita, perto da Califórnia, para amerissar na zona primária de recuperação do Atlântico. Doze segundos antes de alcançar esse ponto, Kraft decidiu fazer regressar Enos; Arnold Aldrich, chefe de controladores em Point Arguello, executou a ordem. A missão passou assim de três órbitas planeadas para duas.

Houve uma última excursão do controlo de atitude no início da reentrada; a partir daí, a descida e a recuperação decorreram sem incidentes. Os destróieres USS Stormes e USS Compton e um hidroavião P5M esperavam na estação 8, o ponto de amerissagem previsto. Três horas e treze minutos após a descolagem, e nove minutos antes da amerissagem, o avião avistou a cápsula a 5.000 pés (1.500 m) de altitude a descer com o paraquedas principal, cerca de 250 milhas a sul das Bermudas. A informação foi transmitida ao Stormes e ao Compton, que se encontravam a 30 milhas (48 km). Todas as ajudas à recuperação funcionaram exceto a baliza SARAH. O avião continuou a sobrevoar a zona e a informar sobre os acontecimentos da amerissagem, permanecendo ali até chegar o Stormes, uma hora e quinze minutos após o contacto com a água.

O destróier içou a bordo a cápsula com Enos dentro. Já no convés, a escotilha foi aberta com os seus parafusos explosivos acionados a partir do exterior puxando um cordão; a detonação rachou a janela da nave. O voo tinha durado 3 horas, 20 minutos e 59 segundos, com duas órbitas completas, 50.892 milhas estatutárias (81.902 km) percorridas e um perfil de 147,4 milhas de apogeu por 99,5 de perigeu.

Tanto a nave como o chimpanzé sobreviveram à missão em bom estado. Enos, no entanto, tinha-se arranjado para arrancar todos os elétrodos médicos e o dispositivo de recolha de urina, um pormenor que diz bastante sobre o seu humor após a espera. As crónicas registam que se tinha tornado irritável durante as quase três horas decorridas até ao seu resgate. A cápsula foi içada a bordo do Stormes ao final da tarde e os seus cuidadores da Força Aérea levaram-no imediatamente para o convés inferior. O destróier desembarcou-o no hospital da base aérea de Kindley, nas Bermudas, onde se comprovou que estava bem. Em 1 de dezembro de 1961 Enos saiu das Bermudas rumo a Cabo Canaveral e, mais tarde, para Holloman.

Os relatórios oficiais resumiram o resultado sem matizes: o chimpanzé desempenhou as suas tarefas psicomotoras e, na recuperação, verificou-se que estava em excelente condição física. Enos morreu em 4 de novembro de 1962 de uma disenteria associada a uma shigelose resistente aos antibióticos da época. Tinha estado sob observação constante nos dois meses anteriores, e os patologistas de Holloman não encontraram qualquer sintoma que pudesse ser atribuído ou relacionado com o seu voo espacial do ano anterior.

O juízo técnico sobre a MA-5 foi que a missão tinha sido muito satisfatória e que a nave Mercury ficava bem qualificada para o voo orbital tripulado. As duas falhas que obrigaram a encurtar o voo — o propulsor de rolagem inutilizado e o sobreaquecimento de um inversor do sistema elétrico — poderiam ter sido corrigidas caso houvesse um astronauta a bordo, capaz de comutar sistemas e de pilotar nos modos manuais. Esse argumento, longe de ser um consolo retórico, resumia a filosofia de conceção da Mercury: a automatização conduzia a nave, mas o piloto era a redundância final.

No próprio dia 29 de novembro de 1961 foi designado John Glenn como piloto do primeiro voo orbital tripulado e Scott Carpenter como suplente, e ambos começaram de imediato o treino específico; os outros cinco astronautas foram distribuídos pelos grupos de engenharia e operações do recém-rebatizado Manned Spacecraft Center para preparar a missão. Em 30 de novembro chegou a Cabo Canaveral o Atlas 109-D destinado à MA-6. Em 6 de dezembro, a sede da NASA anunciou que o primeiro voo tripulado em órbita se realizaria no início de 1962: a decisão foi tomada quando os dados da MA-5 indicaram que a nave, o lançador e a rede de rastreamento estavam prontos. O voo de Glenn ocorreu em 20 de fevereiro de 1962. O ensaio geral com Enos a bordo tinha cumprido exatamente o papel para o qual foi defendido: eliminar as falhas num voo onde não estava em jogo uma vida humana.