Apollo 13
A Apollo 13 foi um voo espacial tripulado norte-americano que tinha a intenção de realizar o terceiro pouso tripulado na Lua. Foi lançada do Centro Espacial John F. Kennedy em 11 de abril de 1970 por um foguete Saturno V, tendo sido a sétima missão tripulada do Programa Apollo da NASA. A alunissagem foi abortada depois de um dos tanques de oxigênio do módulo de comando e serviço Odyssey ter explodido, após dois dias de viagem. Os astronautas Jim Lovell, John Swigert e Fred Haise conseguiram dar a volta à Lua e retornar em segurança para a Terra em 17 de abril, amerrissando no Oceano Pacífico. Swigert fora promovido à tripulação principal dois dias antes do lançamento, substituindo Ken Mattingly depois deste ter sido exposto à rubéola.
Em 1961, o presidente John F. Kennedy desafiou os Estados Unidos a pousar um astronauta na Lua até o final da década e retorná-lo em segurança para a Terra. A Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço (NASA) trabalhou para alcançar esse objetivo incrementalmente, enviando astronautas para o espaço primeiro no Projeto Mercury e depois no Projeto Gemini, que antecederam o Programa Apollo. A alunissagem foi alcançada pela Apollo 11 em 20 de julho de 1969. Os astronautas Neil Armstrong e Buzz Aldrin caminharam na superfície lunar enquanto Michael Collins orbitou a Lua. A missão voltou em segurança para a Terra no dia 24, realizando, assim, o desafio de Kennedy. A NASA havia encomendado quinze foguetes Saturno V para alcançar esse objetivo, pois na época ninguém sabia o número de missões que seriam necessárias. Já que o sucesso fora obtido com o sexto Saturno V, na Apollo 11, nove foguetes permaneceram disponíveis para um total de dez alunissagens. O público em geral tornou-se cada vez mais indiferente para com o programa espacial, depois da animação da Apollo 11, e o Congresso dos Estados Unidos continuou a cortar o orçamento da NASA, o que levou ao cancelamento da Apollo 20. As missões, apesar do sucesso das alunissagens, eram consideradas tão arriscadas que os astronautas não podiam arcar com seguros de vida, para prover suas famílias caso morressem no espaço. Esse seguro era pago por terceiros particulares cujos envolvimentos não eram divulgados.
Principal
Lovell nasceu em Cleveland, Ohio, e se formou em 1952 na Academia Naval dos Estados Unidos. Ele serviu como aviador naval e depois piloto de teste, até ser selecionado, em 1962, pelo Grupo 2 de Astronautas da NASA. Seu primeiro voo espacial foi em 1965, na Gemini VII, junto com Frank Borman; depois, retornou ao espaço no ano seguinte, na Gemini XII, ao lado de Aldrin; e realizou seu terceiro voo espacial em 1968, com Borman e William Anders, na Apollo 8, a primeira missão tripulada a orbita a Lua. Swigert nasceu em Denver, Colorado, e conseguiu em um bacharelato de engenharia mecânica e um mestrado em ciência aeronáutica na Universidade do Colorado em Boulder. Depois, serviu na Força Aérea dos Estados Unidos e foi piloto de testes, até ser escolhido, em 1966, para o Grupo 5 de Astronautas. Haise nasceu em Biloxi, Mississippi, e atuou como piloto do Corpo de Fuzileiros Navais dos Estados Unidos. Após deixar o serviço militar, conseguiu um bacharelato em engenharia aeroespacial na Universidade de Oklahoma, em 1959. Trabalhou como piloto de pesquisa da NASA até também ser selecionado para o Grupo 5. A Apollo 13 foi o único voo espacial de Swigert e Haise.
Reserva
Swigert era originalmente o Piloto do Módulo de Comando reserva, ao lado de John Young como Comandante e Charles Duke como Piloto do Módulo Lunar. Duke contraiu rubéola de um amigo de seu filho sete dias antes do lançamento. Isto expôs as tripulações principal e reserva à doença, já que ambas treinavam juntas. Dos seis, apenas Mattingly não era imune. Normalmente, todos os tripulantes teriam de ser substituídos por seus reservas, caso qualquer membro da tripulação fosse proibido de voar, mas a doença de Duke impediu isso. Assim, Mattingly foi substituído por Swigert. Mattingly nunca desenvolveu rubéola e voou na Apollo 16 junto com Young e Duke.
Suporte
Uma terceira tripulação de astronautas foi adicionada para o Programa Apollo, conhecida como tripulação de suporte. Slayton a criou porque James McDivitt, que comandou a Apollo 9, acreditava que reuniões que necessitariam da presença de um membro da tripulação de voo seriam perdidas, devido às preparações que ocorreriam em instalações por todo os Estados Unidos. Os membros da tripulação de suporte, assim, deveriam ajudar de acordo com as ordens do comandante da missão. Eles geralmente tinham um nível hierárquico mais baixo, e suas funções consistiam em manter o plano de voo, listas de checagens e regras da missão, e também em garantir que as tripulações principal e reserva fossem notificadas das mudanças. Também desenvolviam procedimentos, especialmente para situações de emergência, que deveriam estar prontos quando as tripulações principal e reserva fossem treinar em simuladores, permitindo-lhes obter prática e domínio. A tripulação de suporte da Apollo 13 era formada por Vance Brand e Jack Lousma, e William Pogue ou Joseph Kerwin, dependendo da fonte utilizada.
Controle da Missão
O comunicador com a cápsula (CAPCOM) era um astronauta do Controle da Missão no Centro de Espaçonaves Tripuladas, de Houston, Texas, que era a única pessoa autorizada a se comunicar diretamente com a tripulação da nave espacial. Os CAPCOMs da Apollo 13 eram todos membros das tripulações de reserva e de suporte: Kerwin, Brand, Lousma, Young e Mattingly. Também havia quatro diretores de voo, divididos em quatro equipes diferentes, cada uma trabalhando em turnos de, normalmente, aproximadamente oito horas cada. Para a Apollo 13 os diretores de voo foram Gene Kranz, da equipe branca, o diretor de voo principal; Glynn Lunney, da equipe preta; Milton Windler, da equipe castanha; e Gerald Griffin, da equipe ouro.
O emblema da missão da Apollo 13 mostra Apolo, o deus grego do Sol, com três cavalos puxando sua carruagem sobre a Lua, com a Terra podendo ser vista à distância. Isto tinha a intenção de simbolizar os voos do Programa Apollo levando a luz do conhecimento para todas as pessoas. O emblema inclui uma inscrição do lema da missão, Ex luna, scientia ("Da Lua, ciência"). Lovell criou esse lema ao adaptar o lema de sua alma mater, a Academia Naval, que é Ex scientia, trident ("Do conhecimento, poder marítimo"). O número da missão foi grafado no emblema em algarismos romanos, como "Apollo XIII". Ele não precisou ser alterado após a substituição de Mattingly por Swigert, já que era um de apenas dois emblemas do Programa Apollo – o outro sendo da Apollo 11 – que não incluíam o nome dos tripulantes. Foi desenhado por Lumen Martin Winter, que se baseou em um mural que tinha pintado para o hotel The St. Regis, em Nova Iorque. O mural foi depois comprado pelo ator Tom Hanks, que interpretou Lovell no filme Apollo 13, e hoje se encontra no Centro Federal de Saúde Capitão James A. Lovell, em North Chicago, Illinois.
Espaçonave
O foguete Saturno V usado para carregar a Apollo 13 para a Lua era o de número SA-508, e, em sua maior parte, era idêntico àqueles usados na Apollo 8 à Apollo 12. O foguete, somado à espaçonave Apollo, pesava ao todo 2 949 136 quilogramas. Os motores do primeiro estágio S-IC foram avaliados para gerar 440 mil newtons de força, o que era um valor inferior que os da Apollo 12 mas ainda dentro das especificações. Propelente extra foi levado como teste, já que missões futuras para a Lua, designadas como "missões J", necessitariam de mais combustível para seus carregamentos mais pesados. Isto fez com que o SA-508 fosse o foguete mais pesado lançado pela NASA até então, e a Apollo 13 demorou visivelmente mais tempo para liberar a torre de lançamento em comparação com missões anteriores.
Treinamentos
A tripulação principal da Apollo 13 passou mais de mil horas em treinamentos específicos da missão, mais de cinco horas para cada hora da missão, planejada para dez dias. Cada membro da tripulação principal passou mais de quatrocentas horas em simuladores do módulo de comando e do módulo lunar, localizados no Centro Espacial Kennedy e no Centro de Espaçonaves Tripuladas; algumas simulações chegaram a envolver os controladores de voo do Controle da Missão. Os controladores participaram de várias simulações de problemas com a espaçonave, o que os ensinou a reagir durante uma emergência. Simuladores especializados em outras áreas também foram usados pelos astronautas.
Experimentos
O local de alunissagem designado da Apollo 13 era perto da cratera Fra Mauro. Acreditava-se que a formação Fra Mauro continha muitos dos materiais respingados do impacto que havia preenchido a bacia Imbrium, próxima de Fra Mauro, cedo na história lunar. Datá-la iria proporcionar informações não apenas sobre a Lua, mas também sobre a história antiga da Terra. Tal material provavelmente estaria disponível na cratera Cone, um local cujo impacto acreditava-se ter perfurado fundo o bastante no regolito lunar. A Apollo 11 tinha deixado um sismógrafo na Lua, porém sua unidade a energia solar não sobreviveu a sua primeira noite lunar. A Apollo 12 também deixou um sismógrafo como parte seu Pacote de Experimentos da Superfície, porém era movido por energia nuclear. A Apollo 13 carregaria um, chamado de Experimento Sísmico Passivo, similar ao da Apollo 12, também parte do Pacote de Experimentos da Superfície e deixado na Lua por Lovell e Haise. Esse sismógrafo seria calibrado pelo impacto do estágio de subida do módulo lunar depois de descartado em órbita, pois assim era um objetivo de massa e velocidade conhecidas acertando um local também conhecido.
Lançamento
O lançamento da Apollo 13 ocorreu às 19h13min00s UTC (2h13min00s ETC) de 11 de abril de 1970. Uma anomalia ocorreu quando o motor central do segundo estágio S-II desligou dois minutos antes do programado. Isto foi causado por enormes oscilações pogo. O sistema de orientação do Saturno V tinha sido projetado a partir da Apollo 10 para desligar o motor em caso digressão da câmara de pressão. As oscilações pogo tinham ocorrido nos Titan II GLV usados no Projeto Gemini e nas primeiras missões do Programa Apollo, porém na Apollo 13 foram amplificadas pela interação com a cavitação das turbobombas. Um solução para evitar isso estava pronta para a missão, porém pressões de cronograma não permitiram sua integração no Saturno V da Apollo 13. Uma investigação pós-voo revelou que o motor estava a um ciclo de uma falha catastrófica. Apesar desse desligamento, os quatro motores externos e o terceiro estágio S-IVB queimaram por mais tempo a fim de compensarem, com o veículo tendo alcançado uma órbita de espera muito próxima da planejada de 190 quilômetros. A injeção translunar ocorreu duas horas depois, colocando a Apollo 13 no caminho para a Lua.
Acidente
Seis minutos e meio depois do fim da transmissão televisiva, com quase 56 horas de missão, a Apollo 13 estava a aproximadamente 330 mil quilômetros da Terra. Haise estava completando o desligamento do Aquarius depois de testar seus sistemas, enquanto Lovell estava guardando a câmera televisiva. Lousma, o CAPCOM em serviço, enviou pequenas instruções para Swigert, que incluíam a mudança de atitude da espaçonave para que as observações fotográficas do Cometa Bennett ficassem mais fáceis. O sensor de pressão em um dos tanques de oxigênio do módulo de serviço anteriormente pareceu que estava em mal-funcionamento, assim Sy Liebergot, o EECOM, o controlador de voo responsável por monitorar os sistemas elétricos do módulo de comando e serviço, pediu que os ventiladores de agitação dentro dos tanques fossem ativados. Isto era normalmente realizado uma vez por dia; essa agitação adicional iria destratificar os conteúdos do tanque, permitindo uma leitura mais precisa da pressão. Kranz, o diretor de voo em serviço, fez com que Liebergot esperasse alguns minutos até os astronautas se organizassem depois da transmissão, então permitiu que Lousma repassasse o pedido para Swigert, que ativou os interruptores que controlavam os ventiladores, desligando-os depois de alguns segundos.
Ao redor da Lua
O módulo lunar tinha baterias carregadas e tanques de oxigênio cheios para uso na superfície lunar, assim Kranz ordenou que os astronautas ligassem o Aquarius e o usassem como "bote salva-vidas" – um cenário antecipado, porém considerado improvável. Procedimentos para usar o módulo lunar desse modo tinham sido desenvolvidos pelos controladores de voo depois de uma simulação para a Apollo 10 em que o módulo era necessário para sobrevivência, porém não pode ser ligado em tempo. Caso o acidente da Apollo 13 tivesse ocorrido na viagem de volta da Lua, depois do módulo lunar já ter sido descartado, os astronautas teriam morrido. Uma decisão importante era a escolha da rota de retorno. Um "aborto direto" usaria o motor principal do módulo de serviço, chamado de Sistema de Propulsão de Serviço, para voltar antes de chegarem na Lua. Porém o acidente poderia ter danificado o motor e as células de combustível teriam de durar pelo menos mais uma hora para que isso fosse alcançado, assim Kranz optou por uma rota mais longa: a espaçonave daria a volta ao redor da Lua antes de retornar para a Terra. A Apollo 13 ainda estava na trajetória híbrida para Fra Mauro, com essa precisando ser modificada de volta para livre retorno. O Sistema de Propulsão de Descida do Aquarius, apesar de não tão potente quando o Sistema de Propulsão de Serviço, poderia realizar isso. Entretanto, um novo software para os computadores do Controle da Missão precisaria ser escrito, já que nunca antes fora contemplada a possibilidade de que a espaçonave com os dois módulos precisaria ser manobrada pelo Sistema de Propulsão de Descida. Lovell copiou as informações de orientação do sistema do Odyssey enquanto este era desligado, realizando cálculos para transferir os dados para o sistema do Aquarius; ele pediu para o Controle da Missão checar seus números. A queima de correção durou 34,23 segundos e ocorreu depois de 61 horas, 29 minutos e 43 segundos de missão, colocando a Apollo 13 de volta em uma trajetória de livre retorno.
Retorno
O Aquarius carregava oxigênio suficiente para a viagem, porém ainda existia o problema da remoção do dióxido de carbono, que era absorvido por latas com pastilhas de hidróxido de lítio. As latas do módulo lunar tinham a intenção de acomodar dois astronautas durante 45 horas, não sendo o suficiente para três em uma viagem de volta para a Terra. O Odyssey tinha latas suficientes, porém eram de tamanho e formato diferentes para funcionarem com o equipamento do Aquarius. Os engenheiros na Terra bolaram um modo de contornar o problema, usando plástico, capas arrancadas de manuais, fita adesiva e outros itens. Os engenheiros da NASA chamaram seu dispositivo improvisado de "caixa de correios". O procedimento para a construção do dispositivo foi lido para os astronautas por Kerwin, o CAPCOM, no decorrer de uma hora, tendo sido montado por Haise e Swigert. Os níveis de dióxido de carbono começaram a cair imediatamente. Lovell depois descreveu o improviso como "um bom exemplo de cooperação entre terra e espaço".
Reentrada
A Apollo 13 lentamente saiu fora de seu curso, apesar da precisão da injeção transterrestre, necessitando uma correção. Como sistema de orientação do Aquarius tinha sido desligado depois da queima PC+2, a tripulação foi instruída a usar de guia a linha entre dia e noite na Terra, uma técnica usada nas missões orbitais terrestres mas nunca antes utilizada no retorno da Lua. A queima durou catorze segundos e ocorreu depois de 105 horas, 18 minutos e 42 segundos de missão, com o caminho da reentrada voltando para um ângulo dentro dos parâmetros de segurança. Outra queima foi necessária mesmo assim, desta vez às 137 horas, 40 minutos e 13 segundos, usando o sistema de controle de reação do Aquarius por 21 segundos. O módulo de serviço foi descartado menos de meia hora depois, permitindo que os astronautas vissem e fotografassem os danos pela primeira vez. Eles relataram que um painel inteiro estava faltando do exterior do módulo, que as células de combustível acima da prateleira dos tanques de oxigênio estavam tortas e que a antena de alto ganho estava danificada, além de estilhaços em outros lugares. Haise também viu que o motor do Sistema de Propulsão de Serviço estava danificado, validando a decisão de Kranz de não utilizá-lo.
O interesse mundial pelo Programa Apollo renasceu durante o acidente; a cobertura televisiva foi assistida por milhões de pessoas. Quatro navios da União Soviética foram para a zona de resgate para ajudar caso necessário, com outros países oferecendo ajuda caso a espaçonave caísse em algum outro lugar. O presidente Nixon por sua vez cancelou compromissos, telefonou para as famílias dos astronautas e foi até o Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, onde o rastreamento e comunicações do Programa Apollo eram coordenadas. O resgate dos astronautas da Apollo 13 teve maior repercussão pública do que qualquer outro voo espacial, excetuando-se a Apollo 11. As manchetes foram mundiais e milhões de pessoas acompanharam, pela televisão, as notícias mais recentes a respeito do resgate, que eram transmitidas em boletins especiais que interrompiam a programação normal das emissoras.Em Roma, o papa Paulo VI liderou uma congregação de mais de dez mil pessoas em uma oração pelo retorno em segurança dos astronautas; enquanto isso, na Índia, dez vezes esse número de pessoas ofereceram orações em festivais religiosos. O Senado dos Estados Unidos aprovou em 14 de abril uma resolução pedindo para os negócios pararem às 21h00min do horário local para que funcionários pudessem rezar pelos astronautas.
Paine e George Low, Administrador Adjunto da NASA, nomearam uma comissão para investigar o acidente imediatamente depois do retorno dos astronautas. Ela foi presidida por Edgar Cortright, diretor do Centro de Pesquisa Langley, e contava com mais seis integrantes, dentre eles Neil Armstrong. O relatório final foi enviado para Paine no dia 15 de junho, tendo determinado que a falha começou no tanque de oxigênio 2 do módulo de serviço. Isolamento danificado de Teflon na fiação do ventilador de agitação dentro do tanque permitiu que os fios entrassem em curto-circuito e inflamassem o isolamento. O fogo resultante aumentou rapidamente a pressão dentro do tanque a o revestimento rompeu-se, preenchendo a baía da célula de combustível com oxigênio gasoso rapidamente em expansão e produtos de combustão. O gás por si só provavelmente era suficiente para explodir o painel externo de alumínio do módulo, porém produtos de combustão gerados pelo isolamento em chamas aumentaram a pressão. A ejeção do painel expôs o Setor 4 ao espaço, apagando o fogo, e provavelmente acertou a antena de alto ganho, interrompendo as comunicações com a Terra. Os setores do módulo de serviço não eram herméticos um do outro; caso todo o módulo tivesse ficado tão pressurizado quanto o Setor 4, a força da explosão no escudo de calor do Odyssey teria separado os dois módulos. O relatório final questionou o uso de Teflon e outros materiais inflamáveis, como alumínio, em oxigênio supercrítico dentro do tanque. A comissão não encontrou outras evidências indicando qualquer outra teoria.
Mudanças
O tanque de oxigênio foi reprojetado para a Apollo 14 e missões posteriores, com os termostatos sendo aprimorados para aceitarem a voltagem correta. Os aquecedores foram mantidos pois eram necessários para manter a pressão do oxigênio. Os ventiladores de agitação foram removidos, tendo o efeito colateral de que a medição da quantidade de oxigênio deixou de ser precisa. Isto necessitou a adição de um terceiro tanque para que assim nenhum dos três ficasse com sua quantidade abaixo da metade. O terceiro tanque foi instalado no Setor 1 do módulo de serviço, no lado oposto dos outros dois, recebendo uma válvula de isolamento que poderia isola-lo das células de combustível e dos outros dois tanques em caso de emergência, também permitindo que ele alimentasse apenas o sistema ambiental do módulo de comando. O sonda de quantidade foi aprimorada de alumínio para aço inoxidável.
O módulo lunar Antares da Apollo 14 pousou na Lua em 5 de fevereiro de 1971 com os astronautas Alan Shepard e Edgar Mitchell a bordo, próximo de Fra Mauro, o local que a Apollo 13 deveria ter explorado. Haise atuou como o CAPCOM durante a descida para a Lua, com Shepard e Mitchell tendo explorado os arredores do cratera Cone durante sua segunda atividade extraveicular. Nenhum dos astronautas da Apollo 13 voltou para o espaço. Lovell se aposentou da NASA e da Marinha em 1973, indo em seguida trabalhar no setor privado. Swigert deveria ter voado na Apollo–Soyuz, a primeira missão espacial conjunta com a União Soviética, porém foi retirado da tripulação depois de seu envolvimento no incidente dos envelopes postais da Apollo 15. Ele tirou uma licença da NASA em 1973 e deixou a agência para entrar na política, se elegendo para a Câmara dos Representantes em 1982, porém morreu de câncer antes de tomar posse. Haise possivelmente seria o comandante da cancelada Apollo 19, tendo depois voado nos Testes de Aproximação e Aterrissagem do Ônibus Espacial e se aposentado da NASA em 1979.
Cultura popular
O telefilme Houston, We've Got a Problem de 1974 se passa ao redor do acidente da Apollo 13, porém é um drama ficcional sobre as crises enfrentadas pela equipe em terra quando a emergência atrapalha seus cronogramas de trabalho e impõe um maior estresse sobre suas vidas pessoais. Lovell publicamente reclamou sobre o filme, afirmando que era "fictício e de mau gosto". "Houston ... We've Got a Problem" foi um episódio da série documental A Life At Stake da BBC, que foi exibido pela primeira vez em março de 1978. Esta era uma reconstrução precisa, porém simplificada, dos eventos da missão. Durante o 25º aniversário da Apollo 11 em 1994, a PBS lançou um documentário de noventa minutos intitulado Apollo 13: To the Edge and Back.
