Programa Apollo
O Programa Apollo, também chamado Projeto Apollo, foi o programa de voo espacial tripulado dos Estados Unidos conduzido pela NASA que levou os primeiros seres humanos à Lua em 1969. Concebido em 1960, durante a presidência de Dwight D. Eisenhower e a execução do Projeto Mercury, o programa foi desenvolvido depois do Projeto Gemini. Em 25 de maio de 1961, o presidente John F. Kennedy estabeleceu perante o Congresso dos Estados Unidos a meta de pousar um homem na Lua e trazê-lo em segurança à Terra antes do fim da década.
O gerente da NASA Abe Silverstein escolheu o nome do deus grego Apolo para o programa no começo de 1960. Ele contou mais tarde que nomeava as naves "como daria nome ao meu bebê". A imagem de Apolo conduzindo seu carro pelo céu[nota 1] lhe pareceu adequada à escala do projeto. No começo, o programa se concentrava no desenvolvimento de uma nave tripulada mais avançada que a do Mercury, o módulo de comando e serviço Apollo. O pouso lunar só se tornou seu objetivo em 1961. O Projeto Gemini passou então a suceder o Mercury nos testes das técnicas necessárias aos voos tripulados mais longos.
Origem e estudos de viabilidade da nave
O programa nasceu no início de 1960, durante o governo Eisenhower, como continuação do Projeto Mercury. A cápsula Mercury comportava um astronauta em voos limitados na órbita terrestre.[nota 2] A nova nave levaria três, com possibilidades que iam do transporte a uma estação espacial a voos em trajetórias ao redor da Lua e, mais adiante, a um pouso tripulado. Em julho de 1960, o vice-administrador da NASA Hugh L. Dryden apresentou o programa a representantes da indústria numa série de encontros do Space Task Group. As especificações iniciais previam uma cabine de missão separada do módulo de comando, usado para pilotagem e reentrada,[nota 3] e um módulo de propulsão e equipamentos. Um concurso para estudos de viabilidade[nota 4] foi anunciado em 30 de agosto. Em 25 de outubro, contratos foram concedidos à General Dynamics/Convair, à General Electric e à Glenn L. Martin Company. A NASA também conduziu estudos próprios, liderados por Maxime Faget, para comparar e acompanhar as propostas industriais.
Pressões políticas
John F. Kennedy foi eleito presidente em novembro de 1960, depois de prometer superioridade dos Estados Unidos sobre a União Soviética na exploração espacial e na defesa contra mísseis. Durante a campanha, falava da suposta "lacuna dos mísseis", que ele e outros senadores atribuíam à inação de Eisenhower. Kennedy também via a tecnologia aeroespacial como uma expressão do prestígio nacional e insistia que o país deveria ocupar o primeiro lugar. Apesar do discurso, Kennedy não decidiu de imediato o futuro do Apollo ao assumir a presidência. Conhecia pouco dos detalhes técnicos e hesitava diante do custo de um pouso lunar tripulado. Quando James E. Webb, recém-nomeado administrador da NASA, pediu um aumento de 30% no orçamento da agência, Kennedy apoiou a aceleração do programa de grandes foguetes, mas adiou a decisão sobre o restante.
Quando Kennedy apresentou a proposta, havia menos de um mês que o primeiro estadunidense tinha viajado ao espaço e a NASA ainda não havia posto um astronauta em órbita. Até funcionários da agência duvidavam que a meta pudesse ser cumprida. Em 1963, Kennedy chegou a considerar uma missão lunar conjunta com a União Soviética para evitar esforços duplicados. Com o pouso lunar como objetivo definido, a NASA descartou as propostas de viabilidade da Convair, da GE e da Martin e adotou o projeto do módulo de comando e serviço de Faget. A cabine adicional prevista para a missão foi considerada desnecessária. O projeto serviu de base a uma nova concorrência em outubro de 1961. Em 28 de novembro, a North American Aviation venceu, apesar de sua proposta ter recebido avaliação inferior à da Martin. Webb, Dryden e Robert Seamans deram preferência à experiência anterior da empresa com a NASA e sua antecessora, o National Advisory Committee for Aeronautics.
Centro de Naves Espaciais Tripuladas
O Space Task Group, chefiado por Robert R. Gilruth no Centro de Pesquisa Langley, não tinha estrutura para administrar sozinho o Apollo. Gilruth recebeu autorização para transformá-lo no Centro de Naves Espaciais Tripuladas. A Universidade Rice doou o terreno escolhido em Houston, no Texas, e Webb anunciou a mudança em 19 de setembro de 1961. O novo centro também abrigaria o controle das missões, que já não poderia depender das instalações de lançamento[nota 7] em Cabo Canaveral. Em setembro de 1962, dois astronautas Mercury já tinham orbitado a Terra. Gilruth havia transferido sua equipe para instalações alugadas em Houston, e a construção do novo centro estava em andamento quando Kennedy visitou a Universidade Rice e reafirmou sua meta: Citação: Mas por que, perguntam alguns, a Lua? Por que escolhê-la como meta? Poderiam perguntar também por que escalar a montanha mais alta ou por que, 35 anos atrás, atravessar o Atlântico de avião. [...] Escolhemos ir à Lua nesta década e fazer as outras coisas, não porque sejam fáceis, mas porque são difíceis. Essa meta organizará e medirá o melhor de nossas energias e capacidades. É um desafio que estamos dispostos a aceitar, que não queremos adiar e que pretendemos vencer.
Centro de Operações de Lançamento
As instalações de Cabo Canaveral, na Flórida, também seriam pequenas para o Apollo. Os complexos de lançamento 34 e 37, no extremo norte da base, já estavam em construção para os foguetes Saturno I e Saturno IB. A missão lunar exigia uma estrutura ainda maior. Em julho de 1961, começaram as aquisições de terrenos na ilha Merritt, ao norte de Canaveral, para o Centro de Operações de Lançamento. Kurt H. Debus, que havia trabalhado com Wernher von Braun no foguete V-2, dirigiu o projeto e a construção do centro e se tornou seu primeiro diretor. As obras começaram em novembro de 1962. Depois do assassinato de John F. Kennedy, Johnson determinou, em 29 de novembro de 1963, que tanto o centro quanto Cabo Canaveral passassem a levar o nome de Kennedy.
Organização
Para conter os custos, Webb buscou reforçar a gestão do programa e contratou George Mueller para um posto de direção. Com Robert Seamans, reorganizou o Escritório de Voos Espaciais Tripulados. Em 23 de julho de 1963, anunciou Mueller como vice-administrador associado para voos tripulados, no lugar de D. Brainerd Holmes, que deixaria o cargo em 1.º de setembro. Sob a nova estrutura, Gilruth, von Braun e Debus prestavam contas a Mueller. Mueller trouxe para a NASA o general Samuel C. Phillips, cuja administração do programa de mísseis Minuteman havia recebido boa avaliação. Seu superior, Bernard Schriever, cedeu Phillips e uma equipe de oficiais, sob a condição de que ele dirigisse o Programa Apollo. Phillips exerceu a função de janeiro de 1964 até o primeiro pouso humano na Lua, em julho de 1969, quando voltou à Força Aérea.
Depois que Kennedy definiu a meta, os projetistas precisaram escolher uma nave capaz de cumpri-la com riscos e custos controlados, dentro dos limites técnicos e da experiência dos astronautas. Quatro modos de voo[nota 9] foram examinados: No começo de 1961, a ascensão direta tinha mais apoio na NASA. O encontro e o acoplamento sequer haviam sido tentados em órbita terrestre, e havia receio de que fossem difíceis demais perto da Lua. Tom Dolan, da Vought, e John Houbolt, do Centro Langley, defenderam a redução de massa proporcionada pelo encontro em órbita lunar. Houbolt insistiu na proposta durante 1960 e 1961 e enviou memorandos diretamente a Seamans, fora da cadeia hierárquica da agência,[nota 13] pedindo que ela não fosse descartada. Em julho de 1961, Seamans criou uma comissão presidida por seu assessor técnico Nicholas E. Golovin para recomendar o foguete do Apollo. A comissão tratou a escolha do foguete e a do modo de voo como decisões interdependentes e recomendou uma combinação dos encontros em órbita terrestre e lunar. Seus estudos e o trabalho de Houbolt deram maior visibilidade à viabilidade do encontro em órbita lunar.
O projeto inicial de Faget previa um módulo de comando cônico[nota 15] com módulos de serviço de diferentes tamanhos, conforme a missão fosse destinada a uma estação espacial, à região entre a Terra e a Lua ou à superfície lunar. Depois que Kennedy estabeleceu a meta, começou o detalhamento de um módulo de comando e serviço no qual a tripulação viajaria e do qual decolaria da Lua após o pouso de um estágio maior. A escolha do encontro em órbita lunar mudou a função da nave: o módulo de comando e serviço faria a viagem entre a Terra e a órbita lunar, enquanto o módulo lunar levaria dois astronautas à superfície e de volta à nave principal.
Módulo de comando e serviço
O módulo de comando era a cabine cônica para três astronautas, usada desde o lançamento até o retorno ao mar. Foi a única parte da nave Apollo cujo formato básico pouco mudou desde os primeiros estudos. Um escudo térmico ablativo protegia sua superfície. Pequenos motores do sistema de controle de reação controlavam a orientação e a trajetória durante a reentrada atmosférica, e paraquedas reduziam a velocidade antes da amerissagem.[nota 16] O módulo media cerca de 3,48 m de altura e 3,91 m de diâmetro e tinha massa aproximada de 5,56 toneladas. O módulo de serviço cilíndrico continha o motor principal, motores menores de controle de orientação, propelentes e células de combustível alimentadas por hidrogênio líquido e oxigênio líquido. Uma antena de banda S permitia a comunicação em longas distâncias. Nas últimas missões lunares, transportou instrumentos científicos orbitais. Era descartado antes da reentrada. Media 7,50 m de comprimento por 3,91 m de diâmetro. A primeira versão lunar tinha massa de cerca de 23,3 toneladas com os tanques cheios. A versão equipada para estudos em órbita lunar ultrapassava 24,5 toneladas.
Módulo lunar
O módulo lunar levava dois astronautas da órbita à superfície da Lua e de volta ao módulo de comando. Como não entraria na atmosfera terrestre, foi construído sem exigências aerodinâmicas[nota 18] e com massa reduzida. O estágio de descida guardava propelente, suprimentos para a permanência na superfície e equipamentos de exploração. O estágio de ascensão continha a cabine, o propelente de retorno e o sistema de controle de reação. A primeira versão tinha massa aproximada de 15,1 toneladas e permitia ficar até cerca de 34 horas na superfície. Uma versão ampliada, com mais de 16,4 toneladas, possibilitou estadias superiores a três dias. A Grumman recebeu o contrato de projeto e construção, supervisionado por Thomas J. Kelly.
Antes da criação do Apollo, Wernher von Braun e sua equipe já planejavam os grandes foguetes da família Saturno e os ainda maiores da série Nova. Von Braun deixou o Exército e passou a dirigir o Centro Marshall da NASA. A proposta inicial de ascensão direta, que levaria o módulo de comando e serviço e os três astronautas à superfície sobre um grande estágio de descida, exigia um foguete da classe Nova com capacidade de transportar mais de 81,6 toneladas até a Lua. A decisão de usar o encontro em órbita lunar, tomada em 11 de junho de 1962, permitiu substituí-lo pelo Saturno V. Como o Mercury, o Apollo usava mais de um tipo de foguete. Para planejar as missões, a NASA identificava as combinações de nave e lançador pelas séries AS-10x, para o Saturno I, AS-20x, para o Saturno IB, e AS-50x,[nota 19] para o Saturno V. A numeração sequencial de missões foi aplicada a partir dos testes não tripulados Apollo 4, 5 e 6, antes do primeiro voo tripulado, Apollo 7.
Little Joe II
O sistema de escape no lançamento precisava ser testado com um foguete maior que o Little Joe do Mercury. A General Dynamics/Convair construiu o Little Joe II para essa finalidade. Depois de um voo de qualificação[nota 20] em agosto de 1963, quatro ensaios do sistema de escape, A-001 a A-004, ocorreram no Campo de Teste de Mísseis de White Sands entre maio de 1964 e janeiro de 1966.
Saturno I
O Saturno I, primeiro foguete estadunidense de grande capacidade, levaria inicialmente módulos de comando e serviço parcialmente equipados a testes em órbita terrestre baixa. O primeiro estágio S-I queimava RP-1 com oxigênio líquido em oito motores Rocketdyne H-1, produzindo cerca de 6.670 kN de empuxo.[nota 21] O segundo, S-IV, usava seis motores RL10 movidos a hidrogênio e oxigênio líquidos, com aproximadamente 400 kN de empuxo. O terceiro estágio S-V voou quatro vezes como carga inerte.[nota 22] Nos quatro primeiros lançamentos de teste no Complexo 34, apenas o primeiro estágio funcionava. Os demais eram modelos de ensaio cheios de água.[nota 23] O primeiro S-IV operacional voou do Complexo 37. Cinco modelos de ensaio do módulo de comando e serviço, designados AS-101 a AS-105, foram lançados em 1964 e 1965. Os três últimos voos também levaram satélites Pegasus para medir a frequência e a gravidade dos impactos de micrometeoritos.
Saturno IB
O Saturno IB aperfeiçoou o Saturno I. Motores H-1 mais potentes elevaram o empuxo do primeiro estágio S-IB a cerca de 7.120 kN. O segundo estágio passou a ser o S-IVB-200, com um motor J-2 movido a hidrogênio e oxigênio líquidos que produzia cerca de 890 kN. Uma versão capaz de religar o motor[nota 24] seria o terceiro estágio do Saturno V. O Saturno IB colocava mais de 18 toneladas em órbita terrestre baixa, carga suficiente para um módulo de comando e serviço parcialmente abastecido ou para o módulo lunar. As missões recebiam números da série AS-200, em que "AS" significava "Apollo Saturn" e o algarismo 2 indicava o segundo foguete da família.
Saturno V
Os voos do Saturno V recebiam números da série AS-500. Seus três estágios foram projetados para enviar à Lua um módulo de comando e serviço e um módulo lunar com os tanques cheios. O foguete tinha 10 m de diâmetro e 110,6 m de altura. Sua capacidade inicial de carga lunar, cerca de 43,9 toneladas, cresceu para aproximadamente 47 toneladas nas últimas missões. O primeiro estágio S-IC queimava RP-1 e oxigênio líquido e fornecia de 33.360 a 33.850 kN de empuxo após os aperfeiçoamentos. Os dois estágios superiores queimavam hidrogênio líquido. O terceiro, uma versão do S-IVB com cerca de 1.020 kN de empuxo, podia religar o motor depois da entrada em órbita terrestre para efetuar a injeção translunar.
Donald K. "Deke" Slayton, um dos sete astronautas originais do Mercury, dirigia as operações das tripulações. Uma arritmia cardíaca o havia afastado dos voos em 1962. Coube a ele designar todas as tripulações dos programas Gemini e Apollo. Trinta e dois astronautas foram designados para missões Apollo. Entre dezembro de 1968 e dezembro de 1972, 24 deixaram a órbita terrestre e viajaram ao redor da Lua, três deles duas vezes. Metade dos 24 pisou na superfície, e nenhum voltou à Lua depois de um pouso. Um deles era geólogo. Grissom, White e Chaffee morreram no teste em solo da Apollo 1. Os astronautas vieram dos grupos Mercury e Gemini e de duas seleções posteriores. Todas as missões tiveram comandantes veteranos desses programas. Até os pousos da Apollo 11 e da Apollo 12, as tripulações de desenvolvimento, com exceção dos testes do módulo de comando e serviço em órbita terrestre, reuniam pelo menos dois veteranos do Gemini. O geólogo Harrison Schmitt foi o primeiro astronauta cientista da NASA a viajar ao espaço. Pousou com a Apollo 17 e participou do treinamento geológico de todas as equipes que iriam à Lua.
O primeiro pouso lunar seguia uma sequência planejada de manobras:
Ensaios não tripulados
Dois módulos de comando e serviço Bloco I voaram em trajetórias suborbitais[nota 28] com o Saturno IB em 1966. A AS-201, lançada do Complexo 34 em 26 de fevereiro, alcançou cerca de 490 km de altitude e amerissou no Atlântico a aproximadamente 8.470 km do local do lançamento. A AS-202, de 25 de agosto, chegou a cerca de 1.140 km e foi recuperada no Pacífico. Os voos testaram o motor do módulo de serviço e o escudo térmico do módulo de comando. Na AS-202, o motor principal foi acionado quatro vezes. A AS-203, lançada do Complexo 37 em 5 de julho, colocou em órbita o estágio S-IVB sem uma nave Apollo. Sensores de temperatura e pressão e uma câmera acompanharam o comportamento do hidrogênio líquido que restou no tanque, para orientar o projeto da capacidade de religar o motor do Saturno V. Esse teste ocorreu antes da AS-202, cujo lançamento fora adiado por dificuldades no preparo da nave.
Preparação para o voo tripulado
Havia planos para dois voos orbitais tripulados do Bloco I, AS-204 e AS-205. Os postos da tripulação eram comandante, piloto sênior, responsável pela navegação, e piloto, responsável pelos sistemas. Os astronautas usariam uma versão modificada do traje espacial Gemini. Depois de um teste não tripulado do módulo lunar, AS-206, a primeira tripulação voaria com o módulo de comando e serviço Bloco II e o módulo lunar numa missão dupla chamada AS-207/208 ou AS-278, com dois lançamentos Saturno IB. Os postos do Bloco II seriam comandante, piloto do módulo de comando e piloto do módulo lunar. O traje Apollo A6L permitiria atividade extraveicular na Lua, com capacete de visor transparente mais amplo e roupa interna resfriada por água.[nota 29]
Missões tripuladas de desenvolvimento
Lançada do Complexo 34 em 11 de outubro de 1968, a Apollo 7 foi a missão do tipo C. Wally Schirra, Donn Eisele e Walter Cunningham permaneceram onze dias na órbita terrestre testando os sistemas do módulo de comando e serviço. A Apollo 8 estava prevista como missão D em dezembro de 1968, com McDivitt, Scott e Schweickart num Saturno V. Durante o verão, ficou claro que o módulo lunar não estaria pronto. George Low propôs usar o foguete para levar a Apollo 8 à órbita lunar, transferir a missão D para março de 1969 e eliminar a E. Em setembro de 1968, a sonda soviética Zond 5 já havia levado tartarugas e outros animais ao redor da Lua, e havia a expectativa de um voo soviético com cosmonautas. A mudança só foi anunciada depois da Apollo 7. Frank Borman, Jim Lovell e William Anders completaram dez órbitas lunares em vinte horas, transmitiram imagens de televisão na véspera de Natal e voltaram em segurança.
Pousos lunares seguintes
Em novembro de 1969, Pete Conrad tornou-se a terceira pessoa a pisar na Lua e brincou com a frase de Armstrong: "Ora! Para Neil pode ter sido um passo pequeno, mas para mim foi um passo e tanto". Conrad e Alan Bean pousaram a Apollo 12 a uma distância percorrível a pé da sonda automática[nota 37] Surveyor 3, que estava no Oceano das Tormentas desde abril de 1967. Richard F. Gordon Jr. permaneceu no módulo de comando. A primeira câmera de televisão em cores levada à superfície foi danificada ao ser apontada acidentalmente para o Sol. Em duas atividades extraveiculares, Conrad e Bean passaram 7 horas e 45 minutos fora da nave. Visitaram a Surveyor, fotografaram-na e trouxeram algumas peças de volta à Terra.
A tabela reúne a sequência de missões Apollo, dos testes iniciais aos pousos lunares. Dados de Apollo by the Numbers, de Richard W. Orloff.
