O programa Gemini foi o segundo programa de voos espaciais tripulados dos Estados Unidos, sucesor do proxecto Mercury e antecesor do programa Apollo. Constou de 12 voos que tiveron lugar entre o 8 de abril de 1964 e o 11 de novembro de 1966, dez deles tripulados.[1]
Historia
Entre o último voo do proxecto Mercury e o primeiro voo programado do programa Apollo existía un baleiro de varios anos que a NASA decidiu encher cun programa tripulado que lle proporcionara solución e experiencia en problemas como manobras orbitais, citas en órbita e atraque, reentradas con planeo e paseos espaciais, todos eles necesarios para levar a cabo o obxectivo do programa Apollo de chegar á Lúa.[1]
Lanzamento da Gemini 9.
O programa Gemini orixinouse sobre a base do proxecto Mercury, seleccionándose unha cápsula que permitira acomodar a unha tripulación de dous astronautas en lugar do único tripulante das cápsulas Mercury. Dotouse á cápsula de capacidade para manobrar en órbita e se propuxeron varias naves como obxectivo para as prácticas de cita e atraque orbitais. Os controis dispuxéronse de maneira similar ós das aeronaves de combate e en lugar de torre de escape os astronautas dispoñían de asentos exectables para saír disparados en caso de problemas co foguete lanzador. A cápsula contaba ademais con navegación inercial e radar. Tódalas cápsulas Gemini foron lanzadas mediante foguetes Titan II GLV (Titan II Gemini Launch Vehicle), unha versión modificada dos Titan II.[1]
A cápsula Gemini era moi lixeira, con só un 50% máis de masa que as cápsulas Mercury, sendo capaces de albergar o dobre de tripulación, e coa metade de masa por astronauta que as cápsulas Apollo. Como contrapartida, o espazo para os astronautas era extremadamente reducido, cos dous membros encaixados ombro contra ombro e co casco pegado ao zapón. Era imposible para os astronautas estirarse completamente dentro da cápsula, e nas misións máis longas (Gemini 5 e Gemini 7) a incomodidade era notable. O regreso dos paseos espaciais ao interior da cápsula era problemático polo reducido do espazo ao que o astronauta tiña que regresar e ó feito de que os traxes espaciais hinchábanse ao ser presurizados para poder facer a saída extravehicular.[1]
A Gemini 7 vista desde a Gemini 6 durante o exercicio de cita espacial, o 15 de decembro de 1965.
Ao principio do programa chegouse a propoñer o uso das cápsulas Gemini para realizar voos tripulados circumlunares, arredor da Lúa, a unha fracción do custo que tería facelo con cápsulas Apollo, e incluso, cun módulo adecuado ou co redeseño da cápsula, chegar a aterrar na Lúa. A idea descartouse en parte debido ó pouco marxe da cápsula para crecer e ós problemas de comodidade dos astronautas.[1]
A cápsula Gemini foi elixida para ser usada no programa de estacións militares tripuladas MOL, que tiñan que ter voado na década de 1970, pero o programa foi cancelado en 1969.[1]
Cápsula Gemini
A cápsula Gemini tiña forma de cono truncado e estaba formada por dúas partes: un módulo de reentrada, tripulado, e un módulo adaptador, formando a base da nave. O módulo adaptador tiña unha altura de 228,6 cm e un diámetro de 304,8 cm na base e de 228,6 cm na parte superior, onde se acoplaba co módulo de reentrada, que tiña ese mesmo diámetro na base e de 98,2 cm na parte superior, de onde arrancaba un cilindro curto que se estreitaba ata os 74,6 cm na punta. A altura do módulo de reentrada era de 345,0 cm, dando unha altura total para a cápsula de 573,6 cm. A estrutura do adaptador era de magnesio e dunha aliaxe de aluminio. O adaptador, á súa vez, estaba formado por dúas partes: unha sección de equipamento na base e unha sección de retrofoguetes na parte superior. A sección de equipamento contiña o propelente e os sistemas de propulsión e estaba illada da sección de retrofoguetes mediante un panel protector de fibra de vidro. A sección de retrofoguetes contiña os foguetes para inicia a reentrada atmosférica da cápsula.[2]
Recuperación da cápsula Gemini 8, coa tripulación a bordo.
O módulo de reentrada estaba formado na súa maior parte pola cabina presurizada da tripulación. Na base atopábase o escudo térmico ablativo de elastómero de silicio. A estrutura do módulo de reentrada estaba feita de titanio e aliaxe de níquel con baldosas de berilio. O cilindro da parte superior do módulo albergada os paracaídas. A zona presurizada contiña os asentos exectables no que ían sentados os astronautas, os paneis de instrumentos, o equipo de soporte vital e os compartimentos de almacenaxe, cun volume presurizado total de 2,25 m³. O acceso á zona presurizada tiña lugar mediante dous zapóns (unha sobre cada asento) nas que se atopaban dúas pequenas ventás polas que os astronautas tiñan acceso ás vistas exteriores.[2]
Control, propulsión e enerxía
O control de actitude da cápsula exercíase mediante dous controles manuais para as manobras de traslación, sensores de horizonte redundantes e a electrónica para o control da reentrada, incluíndo unha unidade de medición inercial e un sistema de radar. O sistema de control usaba propelentes hipergólicos (monometilhidracina e tetróxido de nitróxeno) inxectados no sistema de propulsión mediante un sistema de presurización por helio a 2800 psi. Dez dos propulsores do sistema de control estaban situados na base do módulo adaptador e seis na parte superior do módulo. A enerxía era proporcionada por tres baterías de prata-zinc que subministraban unha corrente continua a entre 22 e 30 voltios. Durante a reentrada e tras a amaraxe, a enerxía era proporcionada por catro baterías de prata-zinc con 45 amperios-hora de capacidade.
Comunicacións
Ed White no primeiro paseo espacial feito por un estadounidense.
As comunicacións por voz efectuábanse na frecuencia de 296,9 MHz, cunha potencia de 3 W, cun transmisor-receptor de apoio a 15,016 MHz cunha potencia de 5 W. As comunicacións tiñan lugar grazas a dous sistemas de antenas consistentes en monopolos de cuarto de onda. A telemetría transmitíase mediante tres sistemas, un para telemetría en tempo real, outro para telemetría almacenada e un reposto. Cada un dos tres sistemas emitía en frecuencia modulada cunha potencia mínima de 2 W. O seguimento da cápsula facíase mediante dous transpondedores de radar en banda C e cunha baliza.
Reentrada
No momento da reentrada, a cápsula manobraba para orientarse correctamente, exectando a sección de equipamento do módulo adaptador e deixando libre a sección de retropropulsión. Os retrofoguetes consistían en catro motores de propelente sólido alimentados por perclorato de amonio polisulfuroso situados no centro da sección. Cada motor tiña un pulo de 11.070 N. Encendíanse secuencialmente, con 5,5 segundos de diferenza, para iniciar a reentrada atmosférica, mentres o control de actitude era mantido polo sistema de 16 motores hipergólicos, de 5,2 N cada un. Os retrofoguetes podían ter funcionado ademais durante o lanzamento da cápsula, por encima dos 4500 metros, en caso de fallo do foguete lanzador e para separar a cápsula do resto do foguete.
Durante o programa existiron algunhas propostas para usar as cápsulas Gemini en misións máis aló do planeado. Nunca chegaron a levarse a cabo.
Gemini con dobre transetapa
Cara ao final do programa Gemini xurdiu unha proposta para usar unha cápsula Gemini nun sobrevoo da Lúa. A cápsula, modificada, sobrevoaría a Lúa en abril de 1967. Para iso sería alixeirada en 521 kg eliminando algún equipamento e sería lanzada mediante un foguete Titan II. Xa en órbita acoplaríase cunha etapa dobre lanzada previamente por un foguete Titan IIIC, que sería a que lle daría a velocidade necesaria para ser inxectada nunha órbita transluar. Previamante ao voo tripulado probaríase todo o esquema lanzando unha cápsula non tripulada no mesmo tipo de órbita en decembro de 1966 e verificar que soportaba a reentrada atmosférica na Terra a 11 km/s. Un voo adicional tripulado en febreiro de 1967 probaría a cápsula coas mesmas modificacións arredor da Terra, co voo final tendo lugar en abril de 1967. O plan foi apoiado polo astronauta Pete Conrad, pero descartado polo administrador da NASA, James Webb, para poder destinar fondos adicionais ao proxecto Apollo.[3][4]
Gemini con Saturno I
En 1964 estudiouse a posibilidade de enviar unha cápsula Gemini modificada directamente a un sobrevoo lunar usando un foguete Saturno I. O plan pensouse para cubrir o baleiro entre o final do programa Gemini e o comezo dos voos Apollo tripulados, ou como plan de continxencia para vencer á Unión Soviética na carreira cara Lúa en caso de atrasos no programa Apollo. Finalmente foi descartado para non desviar fondos que poderían ir ao programa Apollo.[5]
Gemini con Saturno IB
Tamén en 1964 a empresa McDonnell propuxo un Saturno IB para circumnavegar a Lúa. Neste caso usaríase o voo para estudar máis en detalle o Mar da Tranquilidade, a zona lunar preferida para unha primeira aluaxe, e probar o equipamento de navegación e comunicacións antes das primeiras misións Apollo. As modificacións á cápsula Gemini para o voo transluar e para levar as cámaras para realizar o estudo eleverían a súa masa nuns 700 kg.[6]
Gemini con Saturno IB
Outro plan ideado en 1964 usaría un Saturno V para enviar unha cápsula Gemini xunto cunha etapa Agena cara a Lúa. A etapa Agena usaríase para frear a cápsula e poñela en órbita lunar, desde onde podería estudar posibles zonas de aluaxe para as misións Apollo. O perfil de voo implicaría 68 horas de viaxe desde a Terra ata a Lúa, pasar 24 horas en órbita lunar obtendo imaxes e unha volta á Terra nunha viaxe doutras 68 horas.[7]
