Articulo de referencia

Estudio de viabilidad de la nave espacial Apolo

Robert R. Gilruth (segundo desde la izquierda), director del Grupo de Trabajo Espacial de la NASA , y sus asistentes principales Charles Donlan (izquierda), Maxime Faget y Rober...

Robert R. Gilruth (segundo desde la izquierda), director del Grupo de Trabajo Espacial de la NASA , y sus asistentes principales Charles Donlan (izquierda), Maxime Faget y Robert Piland discuten en agosto de 1960 la selección de contratistas para estudiar la viabilidad de una misión circumlunar tripulada.

El estudio de viabilidad de la nave espacial Apolo fue realizado por la NASA desde julio de 1960 hasta mayo de 1961 para investigar diseños preliminares para una nave espacial tripulada posterior al Proyecto Mercury, que se utilizaría para posibles misiones a la estación espacial , circunlunares, orbitales lunares o de alunizaje tripulado. Se adjudicaron contratos de estudio de seis meses y 250 000 dólares a General Dynamics/Convair , General Electric y la Glenn L. Martin Company . Mientras tanto, la NASA realizó su propio estudio de diseño interno, dirigido por Maxime Faget , con el objetivo de evaluar las propuestas de los competidores. Las tres compañías invirtieron cantidades variables de su propio dinero, superiores a los 250 000 dólares, para producir diseños que incluían un módulo de reentrada separado de la cabina del módulo de misión , y un módulo de propulsión y equipamiento .

Una semana después de la presentación de los diseños de los contratistas, el presidente John F. Kennedy comprometió a la NASA con un alunizaje tripulado, lo que dio al programa Apolo un enfoque inmediato y crucial. La NASA decidió descartar los diseños preliminares y la cabina del módulo de misión, y basó el diseño de la misión de alunizaje en el diseño propio de Faget, con un módulo de mando cónico , sostenido por un módulo de servicio cilíndrico que contenía la propulsión de retorno y el equipo auxiliar. Este sería transportado a la superficie lunar por un módulo de propulsión de aterrizaje aún por definir. Posteriormente, la NASA lanzó otra licitación para el contrato de adquisición del módulo de mando y servicio.

En diciembre de 1961, GE presentó públicamente su estudio de viabilidad a la Sociedad Astronáutica Estadounidense . Se han observado similitudes en el diseño básico del módulo de misión, mando y propulsión con la nave espacial Soyuz de la Unión Soviética , diseñada por Sergei Korolev y Vasily Mishin . Se ha especulado que Korolev y Mishin podrían haber incorporado elementos de diseño de GE en los diseños existentes de OKB-1 Sever (1959-1962) [ 1 ] que finalmente se convirtieron en la Soyuz-A (7K) cancelada (1963) y la Soyuz 7K-OK aprobada (1965-1967). [ 2 ] [ 3 ]

Fondo

En julio y agosto de 1960, el Grupo de Trabajo Espacial (STG) de la NASA organizó una serie de conferencias entre la NASA y la industria para discutir los planes de naves espaciales tripuladas posteriores al Proyecto Mercury . [ 4 ] El administrador adjunto Hugh L. Dryden anunció en la inauguración de la conferencia que "la próxima nave espacial después de Mercury se llamará Apolo". [ 5 ]

El 30 de agosto, la NASA presentó planes para adjudicar tres contratos de estudio de viabilidad para la nave espacial Apolo, concebida como una nave orbital terrestre y circumlunar para tres personas, con potencial de crecimiento para alunizajes tripulados. [ 5 ] El 12 de septiembre se emitió una solicitud de propuestas y se recibieron catorce ofertas para el 9 de octubre. El 25 de octubre, la NASA adjudicó los contratos de seis meses por valor de 250 000 dólares a General Dynamics/Convair , General Electric y Glenn L. Martin Company . [ 6 ] Mientras tanto, los miembros del Grupo de Trabajo Espacial realizaron sus propios estudios de diseño de naves espaciales, para servir como referencia para evaluar y supervisar los tres diseños de la industria. [ 6 ]

Un plan inicial del Programa Apolo, que incluía una propuesta similar al Proyecto Olympus para una estación de laboratorio orbital terrestre. [ 7 ]

Los tres competidores complementaron los contratos de 250.000 dólares con su propio dinero: Convair gastó 1 millón de dólares, GE 2 millones y Martin 3 millones. [ 8 ] El gerente de GE Space Vehicle Systems (Filadelfia), George Arthur, dirigió el equipo de propuesta de GE que incluía a Harold Bloom, Charles Bixler, Jacob Abel y Arnold Cohen. Del 15 al 17 de mayo de 1961, los contratistas presentaron los resultados de su estudio a la NASA. Los tres diseños empleaban una cabina del módulo de misión separada del módulo de mando (cabina de pilotaje y reentrada), y un módulo de propulsión y equipo . Martin estudió tres formas diferentes de módulo de reentrada, incluyendo un vehículo de cápsula cónica similar a la configuración STG. GE también estudió varias formas de módulo de reentrada. La propuesta de GD/Convair empleaba una forma de cuerpo sustentador. [ 8 ]

Diseños

GD/Convair

Modelo del diseño propuesto por General Dynamics Corporation para la misión circumlunar Apolo.

La propuesta de Convair/Astronautics fue diseñada principalmente para la órbita lunar, con flexibilidad y potencial de crecimiento para facilitar el alunizaje. La compañía estimó un costo total del programa de 1250 millones de dólares a lo largo de unos seis años.

Convair seleccionó un cuerpo sustentador para el vehículo de retorno (módulo de mando), similar a uno concebido varios años antes por Alfred J. Eggers de NASA-Ames . Este tenía una torre de aborto acoplada durante el lanzamiento y alojada dentro de un gran módulo de misión. Convair/Astronautics previó un plan de desarrollo de vuelo progresivo, con muchas misiones en órbita terrestre antes de intentar misiones circumlunares y, posteriormente, en órbita lunar. Los alunizajes se realizarían mediante paracaídas de planeo cerca de San Antonio, Texas. Los vuelos de desarrollo experimentarían con el encuentro espacial , el acoplamiento , la gravedad artificial y el aterrizaje maniobrable, lo que conduciría a un eventual alunizaje. El estudio le costó al contratista aproximadamente 1 millón de dólares. [ 8 ]

GE D-2

Sección transversal de la misión GE D-2, que muestra la nave espacial completa y el módulo de descenso.

El diseño de GE aprovechó un hardware casi listo para volar: un módulo de descenso con forma de bala, ubicado entre una cabina cónica que albergaba el soporte vital y la aviónica , y el módulo de propulsión cilíndrico. La nave completa medía 10,2 metros (33,4 pies) de largo, con una innovación: una envoltura tipo capullo para protección contra la presión secundaria en caso de fugas en la cabina o perforación por meteorito . De haberse seleccionado esta configuración, la carga útil enviada a la Luna se habría parecido al cono de nariz de los primeros cohetes Saturno I. Aunque GE no estimó los costos finales en su resumen, la compañía confiaba en lograr el vuelo circumlunar para finales de 1966 y el vuelo orbital lunar poco después. [ 8 ] 

En busca de reconocimiento profesional por su trabajo de diseño en la propuesta de GE, George Arthur y Jacob Abel presentaron públicamente sus documentos que documentaban el diseño del GE D-2 en diciembre de 1961 en un simposio especial de la Sociedad Astronáutica Estadounidense en Denver, Colorado. [ 9 ]

Martín

Los empleados de Martin Company muestran maquetas de sus tres mejores diseños de módulos de mando y los materiales de la propuesta.

La compañía Martin invirtió aproximadamente 3 millones de dólares y empleó a casi 300 personas durante la mayor parte de los seis meses del plazo para elaborar el estudio más completo de los tres, que no solo siguió todas las directrices del Grupo de Trabajo Espacial, sino que además fue mucho más allá en el análisis de sistemas . La propuesta completa constaba de 9000 páginas. Centrado en la versatilidad, la flexibilidad, los márgenes de seguridad y el crecimiento, este fue el único estudio que detalló la progresión de los pasos desde la órbita lunar hasta el alunizaje. La nave espacial de Martin habría sido similar a la nave espacial Apolo que finalmente se desarrolló. Cuando Martin participó posteriormente en la licitación del contrato de adquisición de hardware del programa Apolo, la NASA le otorgó la puntuación más alta de todos los participantes en diseño de configuración. [ 8 ]

Martin recomendó una nave espacial de cinco partes. El módulo de mando era un cono de fondo plano con un vértice redondeado y una torre para un sistema de escape de lanzamiento de cohete tractor . Detrás del mamparo trasero plano se encontraban los módulos de propulsión, equipo y misión. Las compensaciones entre el peso y los requisitos de propulsión llevaron a la selección de una carcasa presurizada de aleación de aluminio semimonocasco recubierta con un escudo térmico compuesto de superaleación con un ablador carbonizante . Dos tripulantes se sentarían uno al lado del otro, con el tercero detrás, en asientos giratorios para la protección contra la carga G de reentrada y para entrar y salir de la nave. También se incluían flaps para una maniobrabilidad limitada durante la reentrada, un sistema de aterrizaje con paracaídas y un módulo de misión desechable que también podía servir como cámara de tormenta solar , laboratorio o incluso etapa de descenso para un módulo lunar. [ 8 ]

concurso de adquisición de naves espaciales

El presidente Kennedy propone al Congreso un programa de alunizaje tripulado.

La NASA no tuvo la oportunidad de deliberar mucho sobre los resultados del estudio, debido a la presión ejercida sobre el programa espacial estadounidense por el lanzamiento del primer hombre al espacio por parte de la Unión Soviética , Yuri Gagarin , el 12 de abril de 1961. El 25 de mayo, una semana después de la presentación de los resultados del estudio, el presidente John F. Kennedy propuso el objetivo del alunizaje al Congreso de los Estados Unidos, lo que dio al programa Apolo un enfoque claro y un sentido de urgencia. [ 10 ] La NASA centró su atención en qué datos relevantes se podían extraer de las propuestas (abandonando el módulo de misión) y lanzó otra competencia para la fase de adquisición de hardware, fijando la configuración del módulo de reentrada a la forma cónica diseñada por Maxime Faget . [ 11 ] [ 12 ]

La NASA adjudicó el contrato para el Módulo de Comando/Servicio (CSM) del Apolo a North American Aviation el 28 de noviembre de 1961, cuando aún se asumía que el alunizaje se lograría mediante descenso directo o encuentro en órbita terrestre , en lugar de mediante encuentro en órbita lunar . [ 13 ] [ 14 ] Por lo tanto, el diseño procedió sin un medio para acoplar el Módulo de Comando a una nave de aterrizaje lunar . En el verano de 1962, la selección de la propuesta LOR del Centro de Investigación Langley de la NASA , [ 15 ] además de varios obstáculos técnicos encontrados en algunos subsistemas (como el control ambiental), pronto dejó claro que se requeriría un rediseño sustancial. Para 1963, la NASA decidió que la forma más eficiente de mantener el programa Apolo en marcha y abordar los obstáculos técnicos encontrados en algunos subsistemas, como el control ambiental, era proceder con el desarrollo de dos versiones del CSM: el Bloque I preliminar y el Bloque II avanzado. [ 16 ]

Similitud con Soyuz

La nave espacial Soyuz TMA utiliza un módulo orbital (de misión) independiente situado delante de un módulo de descenso con una forma similar a la del GE D-2.

Se han observado similitudes entre el diseño GE D2 y la nave espacial rusa Soyuz , que fue diseñada y construida después de la presentación de George Arthur y Jacob Abel en la AAS (Denver, CO) en diciembre de 1961. [ 9 ] En particular, Soyuz utiliza un módulo orbital ubicado delante del módulo de descenso, que utiliza una forma similar de esfera-cono-esfera.

Victor Minenko, uno de los diseñadores de OKB-1 que trabajó con Korolev en las décadas de 1950 y 1960, y que colaboró ​​con RSC Energia en 1993, señaló que en 1961 había 40 personas en varios departamentos trabajando en los primeros diseños y versiones de la futura Soyuz. «Solíamos leer con atención la literatura estadounidense de los principales astrodinamistas: Ferri, Chapman, Van Driest, Lees, y de los rusos más destacados: Sibulkin, Koropkin». Vassily Mishin, diseñador jefe de la Soyuz tras la muerte de Korolev, señaló que una comparación lógica de la Soyuz era con el módulo de mando y servicio Apolo estadounidense, ya que ambos fueron diseñados para el transporte lunar. [ 1 ]

En 1983, Phillip S. Clark y Ralph F. Gibbons analizaron el desarrollo del programa ruso Soyuz (1963-1967) y la adaptación de elementos de diseño de otros programas y estudios (soviéticos y extranjeros). [ 2 ]

Un diseño modular similar se utilizó en la nave espacial rusa Progress (esencialmente la versión no tripulada de la Soyuz), la nave espacial china Shenzhou y el vehículo orbital ISRO indio planificado . [ 17 ]

Véase también

Referencias

Citas en línea
  1. 1 2 James Harford (1997). Korolev . John Wiley & Sons. págs. 254–256 . 
  2. 1 2 Clark, Phillip S.; Gibbons, Ralph F. (octubre de 1983). "La evolución del programa Soyuz". Journal of the British Interplanetary Society . 36 (10). British Interplanetary Society: 443. Bibcode : 1983JBIS...36..434C .
  3. Wachtel, Claude (febrero de 1982). "Estudios de diseño de las naves espaciales Vostok-J y Soyuz". Journal of the British Interplanetary Society . 35 (2): 92. Bibcode : 1982JBIS...35...92W .
  4. Brooks, Courtney; Grimwood, James M.; Swenson, Loyd S. (2009). "1 - Del concepto al desafío". Chariots for Apollo: The NASA History of Manned Lunar Spacecraft to 1969. Nueva York: Dover Publications. ISBN 978-0-486-46756-6Consultado el 12 de octubre de 2014 .
  5. 1 2 "Carros para Apolo, cap. 1-6" . 9 de marzo de 2021. Archivado del original el 9 de marzo de 2021. Consultado el 16 de mayo de 2023 .
  6. 1 2 "Carros para Apolo, cap. 1-7" . 24 de julio de 2021. Archivado del original el 24 de julio de 2021. Recuperado el 16 de mayo de 2023 .
  7. "Proyecto Olympus (1962)" . WIRED . 2 de septiembre de 2013. Consultado el 12 de octubre de 2023 .
  8. 1 2 3 4 5 6 "Carros para Apolo, cap. 1-8" . 19 de septiembre de 2021. Archivado del original el 19 de septiembre de 2021. Recuperado el 16 de mayo de 2023 .
  9. 1 2 Arthur, George R, "Diseños de naves espaciales lunares", Avances en las ciencias astronáuticas, Volumen 10, 1963, pág. 52.
  10. https://history.nasa.gov/moondec.html Discurso de Kennedy
  11. Carros , cap. 1-9: El desafío
  12. Carros , cap. 2-1: mayo a diciembre de 1961
  13. " Carros , cap. 2-5: Contratación del módulo de mando " . Archivado del original el 5 de octubre de 2015. Consultado el 5 de febrero de 2013 .
  14. Benson, Charles D.; William Barnaby Faherty (1978). "4-8". Moonport: A History of Apollo Launch Facilities and Operations . NASA (SP-4204) . Recuperado el 7 de febrero de 2013 .
  15. "El encuentro que casi se pierde: el encuentro en órbita lunar y el programa Apolo" . Centro de Investigación Langley de la NASA. Diciembre de 1992. Archivado del original el 6 de abril de 2013. Consultado el 8 de junio de 2012 .
  16. " Carros , cap. 5-1: Módulos de mando y cambios de programa " . Archivado del original el 5 de octubre de 2015. Consultado el 5 de febrero de 2013 .
  17. Futron Corp. (2003). "China y la segunda era espacial" (PDF) . Futron Corporation. Archivado del original (PDF) el 19 de abril de 2012. Recuperado el 6 de febrero de 2013 .
Bibliografía
  • Akens, David S. (1971). Cronología ilustrada de Saturno . NASA . Recuperado el 22 de febrero de 2013 .
  • Arthur, George R, "Diseños de naves espaciales lunares", Avances en las ciencias astronáuticas, Volumen 10, 1963, pág.  52.
  • Brooks, Courtney G; James M. Grimwood; Loyd S. Swenson (1979). Chariots for Apollo: A History of Manned Lunar Spacecraft . NASA. Archivado del original el 9 de febrero de 2008. Recuperado el 29 de enero de 2008 .
  • Ertel, Ivan D.; Mary Louise Morse (1969). La nave espacial Apolo: una cronología . NASA. Archivado del original el 5 de febrero de 2008. Recuperado el 15 de febrero de 2013 .
  • Harford, James (1997). Korolev: Cómo un hombre orquestó la ofensiva soviética para adelantarse a Estados Unidos en la carrera hacia la Luna . Wiley. pág.  432. ISBN 978-0-471-32721-9.

Dominio público Este artículo incorpora material de dominio público procedente de sitios web o documentos de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) .

  • Propuesta de Martin (Modelo 410) (PDF) , junio de 1961
  • "Volumen 9 Plan de implementación del programa Apolo" (PDF) , Proyecto Apolo  : Un estudio de viabilidad de una nave espacial tripulada avanzada y un sistema. , 1961
  • Proyecto Apolo. (PDF) , vol. 2 Libro de datos, General Electric, 1961
  • Proyecto Apolo. (PDF) , vol. 3 Libro de datos (propuesta de General Electric), 1961
  • Apollo. Estructuras y materiales. (PDF) , vol. 2 Sistema de protección térmica (propuesta de General Dynamics/Convair/AVCO), 1961
  • Apollo (PDF) , vol. 4 - Crecimiento y conceptos avanzados. Informe final, General Dynamics/Convair/AVCO, 1961.
  • Apollo (PDF) , vol. 5 Plan de implementación. Libro 1 Análisis de sistemas, cronogramas y costos, General Dynamics/Convair/AVCO, 1961
  • Sistema de guiado y control del Apolo (PDF) , General Dynamics/Convair/AVCO, junio de 1961
  • Propuesta del GE Apollo D-2: Aerodinámica, configuraciones, calefacción, estructuras y materiales (PDF) , 1961
  • Estudio de viabilidad de GE, Contrato NAS 5-302 de la NASA: Estudio de viabilidad de una nave espacial tripulada avanzada y su sistema (PDF) , vol. 2 Consideraciones del sistema, 15 de mayo de 1961
  • Sociedad Astronáutica Americana
  • Dibujos de diseño del Apollo D-2, Scott Lowther
  • Astronautix: ¿Fue robado el diseño de la Soyuz?