El 26 de mayo se cumplió el 45 aniversario del amerizaje del Apollo 10, una misión que voló y probó por primera vez todos los elementos y operaciones del Programa Apollo en la vecindad de la Luna a excepción de la fase de descenso propulsado del módulo lunar hasta la superficie y su ascenso desde ella, algo que se encargaría de hacer la misión siguiente, el Apollo 11, que se volaría dos meses después.
El módulo lunar del Apollo 10, con Thomas P. Stafford como comandante y Eugene A. Cernan como piloto, llegó a descender hasta situarse a tan solo 14,5 km aproximadamente de la superficie lunar mientras sobrevoló el lugar planeado para el alunizaje del Apollo 11. Mucha gente me pregunta por qué no se llegó a alunizar en esta misión, estando tan cerca de la superficie, o si se podría haber hecho de haber querido su tripulación. Los procedimientos operativos y el software de la computadora del módulo lunar para acometer un descenso a la superficie aún no estaban ultimados y el módulo lunar era aún demasiado pesado para esta tarea, razones por las que la tripulación ni siquiera había entrenado la fase de alunizaje. Programáticamente hablando, alguien se podría plantear que se podría haber esperado a que todo hubiera estado listo para una misión de alunizaje y haberla llevado a cabo directamente; sin embargo, esta opción habría sido precipitada ya que había muchos procedimientos operativos y pruebas de equipos y sistemas que se necesitaban realizar para despejar el camino a un vuelo que tuviera el objetivo de alunizar.
Tripulación del Apollo 10. De izquierda a derecha: Eugene A. Cernan, piloto del módulo lunar; Thomas P. Stafford, comandante; John W. Young, piloto del módulo de mando. Fuente: NASA.
Habiendo hecho esta puntualización, quería hablar en esta entrada acerca de un incidente que ocurrió en esta misión; un incidente por el que durante unos segundos se perdió el control del módulo lunar, que acabó dando un violento vuelco sobre sí mismo cuando volaba en solitario en las cercanías de la Luna.
El módulo lunar (LM, Lunar Module) está dividido en dos etapas: la de descenso y la de ascenso, encontrándose la tripulación en esta última. La etapa de descenso se usa para frenar la nave entera en su descenso hacia la Luna mientras que la etapa de ascenso, la cual también cuenta con un sistema de propulsión propio, se usa, una vez separada la etapa de descenso, para llevar a la tripulación de vuelta a reencontrarse con el módulo de mando y servicio (CSM, Command and Service Module), cuyo piloto en esta misión fue John W. Young. Puesto que el módulo lunar del Apollo 10, bautizado Snoopy, no alunizó, la separación de la etapa de descenso y la maniobra de ascenso hacia el CSM, llamada también ‘inserción de ascenso’, se produjeron en pleno vuelo alrededor de la Luna.
Módulo lunar con las etapas (o fases) de ascenso y descenso. Cada una de ellas posee un sistema de propulsión propio. Los pequeños motores empleados para cambiar la orientación de la nave se encuentran únicamente en la fase de ascenso, que también alberga a la tripulación. Esquema basado en dibujos de Richard Kruse, http://historicspacecraft.com/.
El módulo lunar poseía dos sistemas de guiado y de navegación: el primario, denominado PGNS (Primary Guidance and Navigation System), y el secundario, denominado AGS (Abort Guidance System). El AGS era un sistema más simple que el PGNS y estaba concebido para ser utilizado en caso de que el primario fallara. Si PGNS fallaba, las normas dictaban que la misión se debía abortar, de ahí que este sistema secundario incluyera la palabra ‘aborto’ (abort) en su nombre. Sin embargo, en esta misión, el plan para Snoopy era que éste utilizara el sistema AGS durante la separación de la fase de descenso del LM en la vecindad de la Luna con objeto de probar su desempeño.
El sistema AGS proporcionaba básicamente dos modos de control para la orientación de la nave, uno ‘automático’ (AUTO) en el que la nave maniobraba de forma automática a una orientación concreta de apuntamiento al CSM, y otro llamado ‘mantenimiento de la orientación’ (ATT HOLD) en el que la tripulación podía comandar al sistema qué orientación quería para la nave. Con anterioridad al momento de la separación de la etapa de descenso, los astronautas configuraron el panel de control de la nave de cara a los siguientes eventos que tendrían lugar más tarde. Cada fase y actividad de vuelo requería configuraciones distintas de los controles en el panel de la nave. Estas configuraciones estaban establecidas con anterioridad y recogidas en checklists, o listas de verificación, que los astronautas seguían y consultaban para asegurarse de que los pasos que estaban dando eran los correctos.
Entre otras muchas cosas, el programa de vuelo establecía que dos minutos antes de la separación de la etapa de descenso, el interruptor AGS del panel ‘modo de control’ se posicionara en ATT HOLD, cosa que hizo la tripulación; sin embargo, unos segundos después, uno de los tripulantes cambió el interruptor a la posición AGS AUTO. En ese momento, la nave comenzó a girar levemente en respuesta a su función automática, persiguiendo orientarse a esa orientación especifica de apuntamiento al CSM. Según el informe oficial de la misión, uno de los tripulantes volvió a situar el interruptor en la posición adecuada AGS ATT HOLD tres segundos después, lo que resultó en que la situación volviera a la normalidad.
En este momento, Stafford advirtió que el giróscopo de guiñada -el sensor que mide la velocidad angular de la guiñada de la nave-, estaba mostrando valores erróneos, algo que él mismo confirmó al comparar esta información con otros dispositivos de navegación y al realizar unas cortas maniobras de cambio de orientación de forma manual. Sin embargo, tal y como apunta el informe oficial de la misión, durante las tareas involucradas en la diagnosis y en la reacción ante el problema presentado por el giróscopo, el interruptor de modo de control del sistema AGS fue nuevamente cambiado de ATT HOLD a AUTO. El informe no hace referencia a qué tripulante llevó a cabo esta acción, pero Stafford apunta en su biografía que fue él el responsable de cambiar la posición del interruptor de forma involuntaria, algo que atribuyó a la dificultad que presentaban los guantes del traje espacial para manipular los interruptores (ambos astronautas vestían el traje presurizado en esta fase del vuelo).
Interruptores de guiado del módulo lunar. “Apollo 10 Mission Report”. Fuente: NASA.
En el instante en el que se produjo el cambio a AGS AUTO, Snoopy comenzó a girar sobre sí mismo súbitamente y de forma caótica, reaccionando de nuevo a su función automática de apuntado hacia el CSM, al que no conseguía localizar. En esta situación, Stafford se percató de que la orientación de la nave se aproximaba a una condición llamada gimbal lock, o ‘bloqueo cardan’, en la que los ejes de los giróscopos de la plataforma inercial se orientarían de una manera en la que la navegación no podría resolver la orientación de la nave en el espacio. Recobrar la capacidad de la nave para que ésta volviera a conocer su orientación involucraba que la tripulación se viera inmersa en un proceso tedioso que consumía bastante tiempo; faltaban apenas unos minutos para que llegara el momento de ejecutar la inserción de ascenso (el encendido del motor de la etapa de ascenso que les llevara de regreso al CSM), de manera que el momento no podía ser menos oportuno para un gimbal lock.
En vista de esa situación, Stafford trató de cabecear la nave mediante el encendido directo de los motores específicos de orientación de cabeceo, pero viendo que su intento no tenía la eficiencia esperada, eyectó la etapa de descenso para que los motores de orientación, situados en la etapa de ascenso, tuvieran más eficiencia al tener que afectar a una nave con menos masa. Sin embargo, la eyección de la etapa de descenso resultó en un aumento de la velocidad de los giros descontrolados, que llegaron a alcanzar velocidades angulares de entre 19 y 25 grados por segundo. En este punto, las escalas relativas en las que estaban configurados el controlador manual, los sensores de velocidad angular y los errores en la orientación, resultaron en que los intentos por controlar la nave de forma manual fueran infructuosos. En cualquier caso, aunque se estuvo muy cerca, se logró evitar el gimbal lock y, finalmente, el vehículo acabó estabilizándose unos segundos después, cuando la tripulación volvió al sistema primario PGNS. Stafford maniobró la nave a la orientación requerida para la maniobra de inserción, comprobó que el AGS operaba de forma satisfactoria y lo seleccionó para ser usado para la inserción de ascenso.
En el siguiente enlace se puede apreciar el incidente desde la cámara colocada en la ventanilla del piloto del módulo lunar. A partir del minuto 2:12, se puede observar el giro descontrolado que realiza la nave momentos antes y durante la separación de la fase de descenso, la cual se produce en el minuto 2:20. En este instante se puede observar cómo la etapa de descenso pasa por debajo de la ventanilla después de haberse separado de la etapa de ascenso. El resto de la misión se produjo sin incidentes y este episodio de confusión no tuvo consecuencias en el vuelo pero, ¿se imaginan un vuelco así de inesperado a 380.000 km de la Tierra?
Hace unos meses tuve el honor de conocer al General Thomas P. Stafford, piloto de la Gemini 6 en 1965, comandante de la Gemini 9 en 1966, comandante del Apollo 10, y comandante de la misión Apollo-Soyuz Test Project en 1975.
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