Veículo alvo Agena - Agena target vehicle

Veículo alvo Gemini-Agena
S66-25781 PR.jpg
Fabricante
País de origem Estados Unidos
Operador NASA
Formulários
Especificações
Massa de lançamento 18.030–18.100 libras (8.180–8.210 kg)
Massa seca 4.012–4.085 libras (1.820–1.853 kg)
Dimensões
Poder Baterias
Equipamento
Produção
Status Aposentado
Construído 7
Lançado 7
Fracassado 3
Lançamento inaugural 25 de outubro de 1965
Último lançamento 11 de novembro de 1966
Nave espacial relacionada
Derivado de Agena-D
Derivados Adaptador de acoplamento de alvo aumentado
Voou com Gêmeos

O Veículo Alvo Agena ( ATV ), também conhecido como Veículo Alvo Gemini-Agena ( GATV ), era uma espaçonave sem rosca usada pela NASA durante seu programa Gemini para desenvolver e praticar técnicas de encaixe e encontro no espaço orbital e para realizar grandes mudanças orbitais , em preparação para as missões lunares do programa Apollo . A sonda foi baseado em Lockheed Aircraft 's Agena-D foguete fase superior, equipada com um alvo de encaixe fabricado pela McDonnell aviões . O nome 'Agena' deriva da estrela Beta Centauri , também conhecida como Agena. A espaçonave combinada era um cilindro de 26 pés (7,92 m) de comprimento com um diâmetro de 5 pés (1,52 m), colocado em órbita baixa da Terra com o veículo de lançamento Atlas-Agena . Ele carregava aproximadamente 14.021 a 14.054 libras (6.360 a 6.375 kg) de propelente e gás no lançamento e tinha uma massa bruta na inserção orbital de 7.117 a 7.271 libras (3.228 a 3.298 kg).

O ATV para Gemini 6 falhou no lançamento em 25 de outubro de 1965, o que levou a NASA a desenvolver o Augmented Target Docking Adapter (ATDA) como backup, uma espaçonave menor que consiste em um alvo de acoplamento equipado com um sistema de propulsão de controle de atitude , mas sem o Foguete de mudança orbital de Agena. O ATDA foi usado uma vez no Gemini 9A após uma segunda falha no lançamento do ATV em 17 de maio de 1966, mas falhou como um alvo de acoplamento porque sua cobertura de lançamento não se separou.

Operações

Um veículo de lançamento Atlas-Agena lança o GATV-5006 em órbita para a missão Gemini 11 .

Cada ATV consistia em um estágio de foguete superior derivado do Agena-D construído pela Lockheed Aircraft e um adaptador de acoplamento construído pela McDonnell Aircraft . O Agena foi lançado do Cabo Kennedy 's complexo de lançamento 14 no topo de um Atlas impulsionador construído pela divisão Convair da General Dynamics . A primeira queima de Agena ocorreria logo após o lançamento do sudário e a separação do Atlas sobre o Oceano Atlântico . Sobre a Ilha de Ascensão , uma segunda queima colocaria o Agena em uma órbita circular baixa.

A espaçonave McDonnell Gemini seria então lançada do Complexo de Lançamento 19 , cerca de 90 minutos depois. Ambas as contagens regressivas continuariam em paralelo e exigiam uma sincronização próxima. O Gêmeos iria se encontrar e atracar com o Agena assim que a primeira órbita do Gêmeos no final do programa. Gemini 11 's Richard F. Gordon, Jr. em comparação com o encaixe Agena para reabastecimento ar-ar :

Você se alinha, talvez um metro e meio a dez pés de distância. E se tudo parece certo e você parece alinhado com o cone de encaixe, tudo o que você faz é adicionar um pouco de impulso com o controlador de translação . E se parece que você está indo rápido demais, tire um pouco do controle de translação. E, assim como voar em um reabastecimento aéreo, você fez tudo isso apenas com o velho globo ocular Mark-VIII.

Uma vez atracado, o astronauta no assento certo poderia controlar os propulsores e o motor do Agena. Eles voariam a espaçonave combinada em um modo estabilizado e realizariam uma série de experimentos:

  • Usando o sistema de controle de atitude do Agena para estabilizar a combinação, o que salvou os propelentes do Gêmeos
  • Atividade extra-veicular para realizar trabalhos práticos em um painel de ferramentas. Isso exigiu a instalação de corrimãos em voos posteriores para evitar o esforço excessivo dos astronautas.
  • Removendo o motor Agena para aumentar o apogeu da espaçonave. Gemini 11 atingiu um recorde de 739,2 milhas náuticas (1.369,0 km). O motor Bell 8247 modificado foi qualificado para até 15 reinicializações.
  • Desencaixando, desenrolando uma corda de náilon de 50 pés (15 m) entre a cápsula e o Agena e voando em configuração " haltere " com o Agena abaixo dos astronautas, para verificar o efeito gravitacional na estabilidade da formação em modo não controlado. Essa técnica agora é conhecida como estabilização por gradiente de gravidade .
  • Usando uma corda semelhante e algumas rajadas do propulsor para girar as duas naves uma em torno da outra como um teste inicial de gravidade artificial.
  • Após o encontro com seu próprio ATV, o Gemini 10 realizou um segundo encontro com o ATV do Gemini 8 .

Depois que a cápsula Gemini se separou pela última vez, o Agena permaneceu em órbita por um curto período e foi usado para verificar o sistema de comando.

O primeiro Veículo Alvo Gemini-Agena (GATV) foi lançado em 25 de outubro de 1965, enquanto os astronautas do Gemini 6 esperavam na plataforma. Enquanto o Atlas funcionava normalmente, o motor do Agena explodiu durante a injeção orbital. Como o encontro e a atracação eram o objetivo principal, a missão Gemini 6 foi eliminada e substituída pela missão alternativa Gemini 6A , que se encontrou (mas não pôde atracar) com a Gemini 7 em dezembro.

Uma investigação sobre a falha concluiu que ela foi provavelmente causada por modificações no projeto do GATV em comparação com um estágio Agena D padrão. O Agena D foi projetado para ter seu motor reiniciado apenas uma vez, enquanto o GATV precisaria ser reiniciado cinco vezes. Enquanto um Agena D padrão bombeava o oxidante para a câmara de combustão primeiro e depois o combustível, o GATV foi modificado para fazer o inverso porque o método de partida normal tinha uma tendência a vazar o oxidante. Embora isso não seja um problema para o Agena D com sua reinicialização única, o GATV de reinicialização múltipla eventualmente perderia todo o seu oxidante antes que a vida operacional do estágio (que duraria semanas em vez de horas) pudesse ser concluída. Infelizmente, bombear o combustível na câmara de combustão primeiro causou um tiro pela culatra e uma ruptura devido ao choque mecânico. Foi descoberto que os engenheiros da Lockheed não testaram adequadamente o GATV para eliminar esse problema (ele havia sido testado em uma altitude simulada de 21 milhas de altitude, quando a partida real do motor Agena ocorreria a cerca de 75 milhas). A solução para o problema era voltar para a partida normal do motor com o oxidante e também testar o GATV em condições apropriadas. A Bell Aerosystems, fabricante do motor do Agena, também foi instruída a realizar mais testes no solo.

Adaptador de acoplamento de alvo aumentado

O ATDA em órbita visto de Gemini 9A

Após o fracasso do primeiro GATV, a NASA contratou McDonnell para desenvolver um alvo de acoplamento de backup sem o foguete Lockheed Agena, o Adaptador de Acoplamento de Alvo Aumentado (ATDA). Consistia no colar de acoplamento Gemini e em um sistema de propulsão de controle de atitude baseado no Sistema de Controle de Reentrada Gemini. O ATDA tinha 10,9 pés (3,3 m) de comprimento, com uma massa de 1.750 libras (794 kg). Algumas questões foram levantadas sobre a compatibilidade do ATDA com o impulsionador Atlas, uma vez que ele tinha massa muito menor do que o GATV, potencialmente prejudicando a aerodinâmica e as configurações calibradas do veículo lançador. No entanto, Convair garantiu a McDonnell que não representaria problemas técnicos com o impulsionador.

Uma segunda falha no lançamento do GATV ocorreu em 17 de maio de 1966, quando os astronautas do Gemini 9 Tom Stafford e Eugene Cernan sentaram em sua plataforma aguardando o lançamento. O Atlas-Agena levantou suavemente em um céu nublado, desaparecendo de vista por volta de T + 50 segundos. Pouco antes do Booster Engine Cutoff (BECO), o oficial de controle de orientação anunciou que havia perdido o contato com o booster.

A telemetria indicou que a encenação de Agena ocorreu dentro do cronograma em T + 300 segundos. O Agena continuou transmitindo sinais até T + 436 segundos, quando toda a telemetria cessou. Escondido atrás das nuvens, o motor B-2 do Atlas balançou fortemente para a direita começando em T + 120 segundos e permaneceu fixo naquela posição, girando o veículo lançador 216 ° e enviando-o de volta para o Cabo Kennedy. Essa rotação tornara impossível o travamento da orientação de solo. Estações de radar nas Bahamas o rastrearam rumo ao norte e descendo. A estabilidade do veículo foi gradualmente recuperada após o BECO, no entanto, ele havia inclinado aproximadamente 231 ° de sua trajetória de vôo pretendida. Ambos os veículos mergulharam no Oceano Atlântico a 107 milhas náuticas (198 km) a jusante. O motor do Agena não acionou porque a altitude e velocidade adequadas não foram atingidas, impedindo o sistema de orientação de enviar o comando de partida. Embora a causa exata da perda de controle do cardan do motor não tenha sido encontrada, a telemetria indicou que ocorreu um curto-circuito no circuito para o sinal de comando de saída do servoamplificador, que pode ter sido causado por vazamento criogênico na seção de empuxo. Suportando essa teoria, estavam as temperaturas da seção de empuxo anormalmente baixas, começando em T + 65 segundos. A fonte do vazamento criogênico não foi identificada. A perda da trava no solo impediu que os sinais normais de corte do motor fossem transmitidos ao Atlas; O BECO foi gerado pelo acelerômetro de backup de teste, SECO em T + 273 segundos devido ao esgotamento de LOX e o teste de VECO e Agena de um comando de backup gerado pelo programador de mísseis. Além do sistema de controle de vôo, todos os sistemas Atlas funcionaram corretamente.

Enquanto Convair aceitou a responsabilidade pela falha de lançamento, os engenheiros da Lockheed expressaram preocupação sobre os dados de telemetria que indicavam uma falha do servo no Agena, levando a dúvidas se o estágio ainda teria operado corretamente se o Atlas não tivesse funcionado incorretamente. No entanto, a verdadeira causa do fracasso veio à tona quando a Força Aérea lançou um filme feito por câmeras de rastreamento em Melbourne Beach, Flórida, que mostrava o Atlas caindo e caindo. Foi então determinado que o mau funcionamento do servo do Agena foi causado pela passagem pela trilha de exaustão ionizada do Atlas.

O lançamento da missão modificada do Gemini 9A foi reprogramado para 1º de junho de 1966, usando o ATDA. No entanto, a cobertura que protegia o adaptador de encaixe durante o lançamento não se separou, devido aos talabartes estarem presos incorretamente com fita adesiva. O Gemini 9A foi lançado em 3 de junho e, quando em órbita, a tripulação observou que a mortalha do ATDA havia sido parcialmente aberta e foi descrita por Stafford como "parecendo um crocodilo zangado". A atracação não foi possível, mas a manobra de encontro foi praticada em seu lugar.

Estatísticas de voo

Alvo Missão Gemini Lançado Reentrado ID NSSDC Massa bruta em órbita Comentários foto
GATV-5002 Gêmeos 6 25 de outubro de 1965
15:00:04 UTC
25 de outubro de 1965
15:06:20 UTC
GEM6T N / D Atlas-Agena explodiu durante o lançamento.
Gêmeos 6A alcançou o primeiro encontro com Gêmeos 7 em vez disso.
Atlas-Agena 6 Launch.jpg
GATV-5003 Gêmeos 8 16 de março de 1966
15:00:03 UTC
15 de setembro de 1967 1966-019A 7.117 libras (3.228 kg) Alcançou a primeira ancoragem, mas a missão foi abortada logo devido ao propulsor Gemini emperrado.
ATV mais tarde usado como alvo secundário no Gemini 10.
S66-25781 PR.jpg
GATV-5004 Gêmeos 9 17 de maio de 1966
15:12:00 UTC
17 de maio de 1966
15:19:00 UTC
GEM9TA N / D Falha ao orbitar.
ATDA No. 02186 Gêmeos 9A 1 de junho de 1966
15:00:02 UTC
11 de junho de 1966 1966-046A 1.750 libras (794 kg) Nenhum foguete Agena. Encontro bem-sucedido, mas sem encaixe devido a falha na separação da cobertura. Gemini 9 Docking target.jpg
GATV-5005 Gêmeos 10 18 de julho de 1966
20:39:46 UTC
29 de dezembro de 1966 1966-065A 7.236 libras (3.282 kg) Impulsionou o apogeu do Gemini em 10 para 412 milhas náuticas (763 km). Gemini 10 - Agena Target Docking Vehicle.jpg
GATV-5006 Gêmeos 11 12 de setembro de 1966
13:05:01 UTC
30 de dezembro de 1966 1966-080A 7.271 libras (3.298 kg) Impulsionou o Gemini 11 para registrar um apogeu de 739,2 milhas náuticas (1.369,0 km).
Primeira demonstração da gravidade artificial criada em microgravidade.
O Veículo de Acoplamento Agena Target a uma distância de aproximadamente 80 pés da espaçonave Gemini-11.jpg
GATV-5001A Gêmeos 12 11 de novembro de 1966
19:07:58 UTC
23 de dezembro de 1966 1966-103A 7.117 libras (3.228 kg) Sem aumento de apogeu devido a motor Agena defeituoso. Experiência de amarração realizada. Gêmeos e Agena D.jpg

Na cultura popular

O acoplamento de Gemini 8 com o Agena foi mostrado no episódio 1 "Can We Do This?", Da minissérie da HBO de 1998, From the Earth to the Moon , e na cinebiografia de Neil Armstrong de 2018, First Man .

O acoplamento de Gemini 8 com o Agena foi apresentado no curta drama de ficção científica DARKSIDE, produzido pela nrgpix, como uma entrada para o London Sci Fi Film Festival 2020.

Referências

Domínio público Este artigo incorpora  material de domínio público de sites ou documentos da Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço .

links externos