Apollo 6 (4 de abril de 1968, también conocido como AS-502 ) fue la segunda misión de tipo A del programa Apollo de Estados Unidos , una prueba sin tripulación del vehículo de lanzamiento Saturn V. También fue la última misión de prueba del Apolo sin tripulación.
Tipo de misión | Vuelo CSM orbital terrestre sin tripulación ( A ) |
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Operador | NASA |
ID COSPAR | 1968-025A |
SATCAT no. | 3170 |
Duración de la misión | 9 horas 57 minutos 20 segundos |
Órbitas completadas | 3 |
Propiedades de la nave espacial | |
Astronave |
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Fabricante | Rockwell norteamericano |
Masa de lanzamiento |
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Inicio de la misión | |
Fecha de lanzamiento | 4 de abril de 1968, 12:00:01 UTC |
Cohete | Saturno V SA-502 |
Sitio de lanzamiento | Kennedy LC-39A |
Fin de la misión | |
Recuperado por | USS Okinawa |
Fecha de aterrizaje | 4 de abril de 1968, 21:57:21 UTC |
Lugar de aterrizaje | 27 ° 40'N 157 ° 55'W / 27,667 ° N 157,917 ° W |
Parámetros orbitales | |
Sistema de referencia | Geocéntrico |
Régimen | Órbita muy elíptica |
Altitud del perigeo | 32 kilómetros (17 millas náuticas) |
Altitud de apogeo | 22,533 kilómetros (12,167 millas náuticas) |
Inclinación | 32,6 grados |
Período | 389.3 minutos |
Época | 4 de abril de 1968 [1] |
Los objetivos de la prueba de vuelo eran demostrar la capacidad de inyección translunar del Saturn V con una carga útil simulada equivalente a aproximadamente el 80% de una nave espacial Apolo completa , y repetir la demostración de la capacidad de protección térmica del módulo de comando (CM) para soportar una reentrada lunar. El plan de vuelo requería la siguiente inyección translunar con un aborto de retorno directo utilizando el motor principal del módulo de comando y servicio (CSM), con un tiempo total de vuelo de aproximadamente 10 horas.
Un fenómeno conocido como oscilación pogo dañó algunos de los motores Rocketdyne J-2 en la segunda y tercera etapas al romper las líneas internas de combustible, lo que provocó que dos motores de la segunda etapa se apagaran antes de tiempo. El sistema de guía a bordo del vehículo pudo compensar quemando la segunda y tercera etapas por más tiempo, aunque la órbita de estacionamiento resultante fue más elíptica de lo planeado. El motor de tercera etapa dañado tampoco pudo reiniciarse para la inyección translunar. Los controladores de vuelo eligieron repetir el perfil de vuelo de la prueba anterior del Apolo 4 , logrando una órbita alta y un retorno de alta velocidad utilizando el motor del módulo de servicio (SM). A pesar de las fallas del motor, el vuelo brindó a la NASA suficiente confianza para usar el Saturn V para lanzamientos tripulados. Dado que el Apolo 4 ya había demostrado el reinicio del S-IVB y probado el escudo térmico a la velocidad de reentrada lunar completa, se canceló un posible tercer vuelo sin tripulación.
Objetivos
Apollo 6 estaba destinado a enviar un CSM más un artículo de prueba del módulo lunar (LTA), un módulo lunar simulado (LM) con sensores de vibración estructural montados, en una trayectoria translunar. Sin embargo, la Luna no estaría en posición para un vuelo translunar, y el motor SM se encendería unos cinco minutos más tarde para ralentizar la nave, bajando su apogeo a 11,989 millas náuticas (22,204 km) y haciendo que el CSM regresara a la Tierra. simulando un aborto de "retorno directo". En el tramo de regreso, el motor dispararía una vez más para acelerar la nave y simular la trayectoria de retorno lunar nominal con un ángulo de reentrada de -6,5 grados y una velocidad de 36.500 pies por segundo (11.100 m / s). Toda la misión duraría unas 10 horas. [2]
Esto probaría la capacidad del vehículo de lanzamiento Saturno V para enviar toda la nave Apolo a la Luna y, en particular, probaría las tensiones en el LM y los modos de vibración de todo el Saturno V con cargas casi completas. [3] El peso completo de una nave espacial de misión lunar no se simuló del todo porque el LTA-2R pesaba 26.000 libras (12.000 kg), sólo alrededor del 80% de un LM nominal (32.000 libras (15.000 kg)). Además, el CSM solo se alimentó con un peso de 55,420 libras (25,140 kg) en lugar del peso nominal de la misión lunar de 63,500 libras (28,800 kg).
Fue la primera misión en usar High Bay 3 en el Vehicle Assembly Building (VAB), Mobile Launcher 2 y Firing Room 2.
Montaje de vehículos
La primera etapa S-IC llegó en barcaza el 13 de marzo de 1967 y fue erigida en el VAB cuatro días después, con la tercera etapa S-IVB y la computadora de la Unidad de Instrumentos llegando el mismo día. La segunda etapa S-II estaba dos meses por detrás de ellos y, por lo tanto, fue sustituida por un espaciador en forma de mancuerna para que las pruebas pudieran continuar. Este tenía la misma altura y masa que el S-II junto con todas las conexiones eléctricas. El S-II llegó el 24 de mayo. Fue apilado y acoplado al cohete el 7 de julio.
Las pruebas fueron lentas ya que todavía estaban revisando el vehículo de lanzamiento del Apolo 4, una limitación del sistema donde no había dos de todos y todo [ aclaración necesaria (informalidad) ] . El VAB podía manejar hasta cuatro Saturno V, pero solo podía revisar uno a la vez.
El CSM, un modelo Block I, similar al que voló en tres pruebas previas sin tripulación, llegó el 29 de septiembre y se apiló el 10 de diciembre. En realidad, era un híbrido de dos naves espaciales de producción, que consistían en CM-020 y SM-014, ya que SM- 020 había sido destruido en la explosión de un tanque y CM-014 había sido desmantelado para apoyar la investigación del incendio del Apolo 1 . Después de dos meses de pruebas y reparaciones, el cohete se trasladó a la plataforma el 6 de febrero de 1968.
Vuelo
Lanzamiento
A diferencia del vuelo virtualmente perfecto del Apolo 4 , el Apolo 6 experimentó problemas desde el principio. A los dos minutos de vuelo, el cohete experimentó oscilaciones severas de pogo durante unos 30 segundos. George Mueller explicó la causa en una audiencia del Congreso:
Pogo surge fundamentalmente porque tiene fluctuaciones de empuje en los motores. Esas son características normales de los motores. Todos los motores tienen lo que se podría llamar ruido en su salida porque la combustión no es del todo uniforme, por lo que tiene esta fluctuación en el empuje de la primera etapa como una característica normal de todo motor en combustión.
Ahora, a su vez, el motor se alimenta a través de una tubería que saca el combustible de los tanques y lo alimenta al motor. La longitud de ese tubo es algo así como un tubo de órgano, por lo que tiene una cierta frecuencia de resonancia propia y realmente resulta que oscilará como lo hace un tubo de órgano.
La estructura del vehículo es muy parecida a un diapasón, por lo que si lo golpea bien, oscilará hacia arriba y hacia abajo longitudinalmente. En un sentido general, es la interacción entre las diversas frecuencias lo que hace que el vehículo oscile. [4]
En parte debido a las vibraciones, el adaptador de la nave espacial que unía el CSM al cohete y albergaba la maqueta LM comenzó a tener algunos problemas estructurales. Las cámaras aéreas grabaron varias piezas que se desprendieron a T + 133 segundos.
Después de que se desechó la primera etapa, la segunda etapa del S-II comenzó a experimentar sus propios problemas. El motor número dos tuvo problemas de rendimiento desde 225 segundos después del despegue, que empeoraron abruptamente en T + 319 segundos, y luego en T + 412 segundos la Unidad de Instrumentos lo apagó por completo. Luego, dos segundos más tarde, el motor número tres también se apagó. La Unidad de Instrumentos pudo compensar, y los tres motores restantes se quemaron durante 58 segundos más de lo normal. La tercera etapa del S-IVB también tuvo que arder durante 29 segundos más de lo habitual. El S-IVB también experimentó una ligera pérdida de rendimiento. [2]
La primera etapa S-IC impactó el Océano Atlántico al este de Florida ( 30 ° 12'N 74 ° 19'W / 30.200 ° N 74.317 ° W / 30.200; -74,317), mientras que la segunda etapa de la S-II impactó al sur de las Azores ( 31 ° 12'N 32 ° 11'W / 31.200 ° N 32.183 ° W / 31.200; -32.183).
Orbita
Debido al lanzamiento inferior al nominal, el CSM y el S-IVB se insertaron en una órbita de estacionamiento de 93,49 millas náuticas (173,14 km) por 194,44 millas náuticas (360,10 km), en lugar de la prevista de 100 millas náuticas ( 190 km) órbita circular. [2] Luego, después de las dos órbitas de estacionamiento estándar para verificar la preparación del vehículo para Trans Lunar Injection (TLI), el S-IVB no pudo reiniciarse.
Se decidió utilizar el motor SM para elevar la nave espacial a una órbita alta, como se había hecho en el Apolo 4, con el fin de completar algunos de los objetivos de la misión. Se quemó durante 442 segundos (más de lo que jamás dispararía en una misión lunar nominal) para llegar al apogeo planeado de 11,989 millas náuticas (22,204 km). Sin embargo, ahora no había suficiente combustible para acelerar la reentrada atmosférica y la nave espacial solo ingresó a la atmósfera a una velocidad de 33,000 pies por segundo (10,000 m / s) en lugar de los 37,000 pies por segundo planeados (11,000 m / s) de un regreso lunar. Sin embargo, esto se había demostrado en el Apolo 4 .
Diez horas después del lanzamiento, aterrizó a 43 millas náuticas (80 km) del punto de aterrizaje planificado en el Océano Pacífico Norte al norte de Hawai , y fue elevado a bordo del USS Okinawa .
La órbita del S-IVB decayó tres semanas después y volvió a entrar en la atmósfera el 25 de abril de 1968.
Aunque el Apolo 6 no alcanzó velocidades translunares completas en ninguna dirección, se consideró lo suficientemente exitoso como para volar a los astronautas en el próximo Saturno V, que además tenía la tarea de enviarlos a la Luna (órbita lunar) en lugar de la órbita terrestre previamente planeada. para el Apolo 8 el siguiente diciembre. En cambio, el siguiente vuelo, Apollo 7 , que no usó un Saturno V, se utilizó para probar primero la capacidad tripulada del Apolo, haciéndolo en la órbita de la Tierra.
Causas y soluciones de problemas.
La causa del pogo durante la primera etapa del vuelo era bien conocida. Sin embargo, se pensó que el cohete había sido "desafinado". Para humedecer aún más las oscilaciones de presión en las bombas de combustible y oxidante y las líneas de alimentación, las cavidades en estos sistemas se llenaron con gas helio del sistema de control neumático del sistema de propulsión, que actuó para atenuar las oscilaciones como un amortiguador.
La falla de los dos motores en la segunda etapa se atribuyó a la ruptura de una línea de combustible que alimentaba los encendedores del motor. El encendedor era esencialmente un motor de cohete en miniatura montado en la pared de la cámara de presión del motor J-2. Fue alimentado por líneas flexibles de pequeño diámetro que transportaban hidrógeno líquido y oxígeno líquido . Durante la combustión de la segunda etapa del S-II, la línea de hidrógeno que alimenta el encendedor del motor número dos se rompió debido a la vibración. Como resultado, el encendedor alimentó oxígeno líquido puro a la cámara de presión. Normalmente, el motor J-2 quema una mezcla rica en hidrógeno para mantener baja la temperatura. El flujo de oxígeno líquido provocó una temperatura mucho más alta a nivel local y, finalmente, la cámara de presión falló. Se detectó una caída repentina de presión y provocó que se emitiera un comando de apagado. Desafortunadamente, las señales de comando para el motor tres estaban parcialmente interconectadas con el motor dos, de modo que la parada del motor dos provocó que se cerrara una válvula de oxígeno líquido para el motor tres, lo que también provocó la parada de ese motor.
El problema en las líneas de combustible del encendedor no se detectó durante las pruebas en tierra porque una malla de acero inoxidable que cubre la línea de combustible se saturó con aire líquido debido al frío extremo del hidrógeno líquido que fluye a través de ella. El aire líquido amortiguó un modo de vibración que se hizo evidente cuando las pruebas se realizaron en el vacío después del vuelo del Apolo 6. Esta también fue una solución simple, que involucró reemplazar la sección de fuelle flexible donde ocurrió la rotura con un bucle de tubería de acero inoxidable. El S-IVB usó el mismo diseño de motor J-2 que el S-II, por lo que se decidió que un problema en la línea del encendedor también había impedido que la tercera etapa volviera a encenderse en la órbita terrestre. Las pruebas en tierra confirmaron que el leve bajo rendimiento observado en la primera combustión del S-IVB fue consistente con el daño a la línea del encendedor.
El problema del adaptador de la nave espacial fue causado por su estructura de panal. A medida que el cohete aceleraba a través de la atmósfera, las células se expandían debido al aire y el agua atrapados. Esto haría que la superficie del adaptador se soltara. Para evitar que esto vuelva a ocurrir, se perforaron pequeños orificios en la superficie para permitir la expansión.
Si bien las fallas del motor experimentadas en el Apolo 6 habrían resultado en el aborto de una misión lunar tripulada, la NASA consideró el vuelo como una invaluable modificación de ingeniería del vehículo de lanzamiento, y no se produjeron fallas importantes similares en ninguno de los once vuelos posteriores de Saturno V.
Cámaras
Los documentales suelen utilizar imágenes de un lanzamiento de Saturn V, y una de las piezas más utilizadas muestra la separación entre la primera y la segunda etapa. Este metraje se atribuye con frecuencia por error a la misión Apolo 11 , cuando en realidad se filmó en los vuelos de Apolo 4 y Apolo 6.
Las cámaras filmaron a altas velocidades, lo que provocó una vista en cámara lenta de 15 veces la secuencia cuando se ve en un documental. Las cápsulas de la cámara se desecharon poco después de la separación de la primera etapa y, aunque a unos 200.000 pies de altitud, todavía estaban por debajo de la velocidad orbital. Luego volvieron a entrar en la atmósfera y se lanzaron en paracaídas al océano, donde flotaron esperando recuperarse. Solo se recuperó una de las dos cámaras S-II del Apollo 6; el otro se perdió debido a un problema con su baliza de localización. [2] El instrumento de la cámara fue diseñado por Shelby Jacobs . [5]
Otro disparo de lanzamiento a menudo atribuido al Apolo 11 y otros lanzamientos se filmó en este día: muestra una vista del cohete levantándose, colocado relativamente cerca y en el centro. La toma se puede identificar como Apollo 6 examinando el SM en el lanzamiento; Apollo 6 fue la única nave Apollo lanzada por Saturno V con un SM blanco; todos los demás eran plateados.
Impacto público
Hubo poca cobertura de prensa de la misión Apolo 6 sobre todo porque en el mismo día de la puesta en marcha, Martin Luther King fue asesinado en Memphis, Tennessee , y el presidente Lyndon B. Johnson había anunciado que no buscaría la reelección sólo cuatro días antes. [6]
Ubicación de la cápsula
El módulo de comando del Apolo 6 se exhibe en el Centro de Ciencias Fernbank en Atlanta , Georgia . [7]
Ver también
- Splashdown (aterrizaje de una nave espacial)
Referencias
Este artículo incorpora material de dominio público de sitios web o documentos de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio .
- ^ McDowell, Jonathan. "SATCAT" . Páginas espaciales de Jonathan . Consultado el 23 de marzo de 2014 .
- ^ a b c d Informe de evaluación de vuelo del vehículo de lanzamiento Saturn V - Misión AS-502 Apollo 6 (PDF) . NASA. 25 de junio de 1968. MPR-SAT-FE-68-3 . Consultado el 7 de julio de 2013 .
- ^ Orloff, Richard W .; Harland, David M. (2006). Apollo: The Definitive Sourcebook . Berlín: Springer . págs. 154-156. ISBN 978-0-387-30043-6. LCCN 2005936334 .
- ^ Comité de operaciones gubernamentales de la Cámara de Representantes, Audiencia: Investigación del contrato Boeing-TIE, 90º Congreso, 2ª sesión, 15 de julio de 1968, p. 10.
- ^ "La vida y los sueños de Shelby Jacobs" . Ingeniero negro estadounidense . Consultado el 18 de febrero de 2021 .
- ^ Brooks, Courtney G .; Grimwood, James M .; Swenson, Loyd S. Jr. (1979). " Apolo 6 : ensayo de vestido tembloroso de Saturno V" . Carros para Apolo: una historia de las naves espaciales lunares tripuladas . Serie de historia de la NASA. NASA. ISBN 978-0-486-46756-6. OCLC 4664449 . NASA SP-4205 . Consultado el 7 de julio de 2013 .
- ^ Williams, David R. "Apollo: ¿Dónde están ahora?" . Centro Nacional de Datos de Ciencias Espaciales . NASA . Consultado el 7 de julio de 2013 .
enlaces externos
- Apollo 6 Press Kit (PDF), NASA, Release No. 68-54K, 28 de marzo de 1968
- "Apolo 6" en el Centro Nacional de Datos de Ciencias Espaciales de la NASA
- Moonport: A History of Apollo Launch Facilities and Operations (1978) por Charles D. Benson y William Barnaby Faherty, Serie de Historia de la NASA, NASA SP-4204
- Chariots for Apollo: A History of Tripled Lunar Spacecraft (1979) por Courtney G. Brooks, James M. Grimwood y Loyd S. Swenson Jr., Serie de historia de la NASA, NASA SP-4205
- Centro de Ciencias Fernbank
- Película de a bordo Apollo 6 de 16 mm. Parte 1 , Parte 2 , Parte 3 , Parte 4 , Parte 5 Imágenes de película sin procesar tomadas durante la misión Apolo 6