Il Progetto Gemini comprendeva 12 voli, due dei quali senza pilota. La NASA intendeva questi voli per testare gli effetti dei viaggi spaziali prolungati sugli esseri umani. Passeggiate nello spazio divenne una parte importante di diverse missioni Gemini, quindi la NASA dedicò molto tempo e sforzi al miglioramento della progettazione delle tute spaziali. Le versioni precedenti delle tute erano intese solo come sistemi di backup di emergenza. Pertanto, non erano molto flessibili o comodi.
Tutti gli astronauti del programma Gemini sono tornati sulla Terra sani e salvi. Le missioni Gemini includevano:
Com'era il veicolo di lancio del Progetto Gemini? Scoprilo nella pagina successiva.
Che succede, bacino?
Il carburante pesa molto. La NASA ha dovuto affrontare un problema difficile con il Progetto Apollo:se l'intero viaggio sulla superficie lunare e ritorno avesse utilizzato un unico veicolo spaziale, avrebbe dovuto trasportare molto carburante. Ciò significava che il veicolo (un razzo) utilizzato per lanciare in orbita la navicella spaziale Apollo avrebbe dovuto essere molto potente. A quel tempo, gli ingegneri della NASA stabilirono che i requisiti di potenza per lanciare un veicolo così pesante erano troppo grandi per qualsiasi razzo di cui disponessero. La loro soluzione era creare un veicolo spaziale che potesse attraccare con altri veicoli. Inizialmente gli ingegneri avevano considerato il lancio di un container senza equipaggio pieno di carburante con il quale un veicolo spaziale potesse attraccare mentre era in orbita. Successivamente, la NASA decise di dividere la navicella Apollo in moduli, incluso un modulo lunare (LM) che potrebbe trasportare il proprio carburante. In questo modo il comando e il modulo di servizio (CSM) avrebbe bisogno di trasportare solo il carburante necessario per tornare sulla Terra. Uno degli obiettivi della missione del Progetto Gemini era testare la possibilità di attraccare un veicolo spaziale con un'altra struttura per assicurarsi che questo piano per Apollo fosse una buona idea.
" La capsula Gemini sul veicolo di lancio Titan II. Immagine gentilmente concessa dalla NASA
Durante il Progetto Mercury, la NASA si è affidata a due diversi veicoli di lancio:un Redstone veicolo di lancio per voli suborbitali e un Atlante veicolo per quelli orbitali. Poiché la capsula Gemini era più grande e più pesante della capsula Mercury, la NASA ha dovuto trovare un veicolo di lancio più potente.
Dopo aver considerato diversi candidati, la NASA ha deciso di utilizzare un missile balistico intercontinentale modificato (ICBM ) realizzato da Martin Marietta (oggi conosciamo l'azienda come Lockheed Martin). Si chiamava ICBM Titan II .
La capsula Titan II e Gemini insieme erano alte 108 piedi (33 metri). Il Titan II utilizzava Aerozine-50 , una miscela 50-50 di idrazina e dimetilidrazina asimmetrica, come combustibile. Per un ossidante (un agente che consente al carburante di bruciare), utilizzava il tetrossido di azoto . L'ossidante e l'idrazina sono ipergolici agenti, il che significa che quando li mescoli insieme, si accendono.
Il Titan II aveva due sezioni, o stadi , che si sono separati in un punto specifico del lancio. La prima fase è stata il Titan 2-1 e la seconda è stata il Titan 2-2. Titan 2-1 conteneva due motori a razzo Aerojet LR-87-7 e produceva 430.000 libbre (1.913.500 newton) di spinta. Titan 2-2 aveva un motore a razzo Aerojet LR-91-7. Potrebbe fornire fino a 100.000 libbre (445.000 newton) di spinta.
Poco prima del lancio, la NASA combinerebbe il carburante e l'ossidante nel primo stadio del veicolo di lancio Titan II. Dopo la miscelazione, il carburante si è acceso e il veicolo e la capsula Gemini sono stati lanciati nell'atmosfera. Dopo circa due minuti e mezzo, il Titan 2-1 si spegneva, avendo consumato il carburante. A quel punto, il motore del Titan 2-2 si accendeva e il primo stadio si separava dal resto del veicolo e si tuffava nell'oceano. Una volta in orbita, la capsula Gemini ha lanciato il secondo stadio.
La NASA ha modificato ampiamente il Titan II per fungere da veicolo di lancio. Gli ingegneri hanno aggiunto un sistema di rilevamento dei malfunzionamenti che avrebbe avvisato l'equipaggio se qualcosa fosse andato storto prima o durante il lancio. Hanno anche rinforzato i sistemi elettrici e idraulici del razzo, fornendo backup nel caso in cui i sistemi primari fallissero. Altre modifiche includevano l'aggiunta di dispositivi di monitoraggio in modo che la NASA potesse seguire il volo del razzo durante il lancio.
Anche se il Titan II non era stato progettato per tornare sulla Terra, rimase utile anche dopo aver esaurito tutto il suo carburante. Questo perché gli astronauti si sono esercitati a volare in formazione con lo stadio Titan 2-2 esaurito, ottenendo così una preziosa esperienza nel pilotaggio della capsula Gemini nello spazio.
Allora cosa ha fatto funzionare la capsula Gemini? Continua a leggere per scoprirlo.
Arancia Sei contento di aver usato il tetrossido di azoto?
Se guardi i video dei lanci di Gemini, noterai che il razzo produce un vapore arancione mentre si accende. Questo perché la NASA ha utilizzato il tetrossido di azoto come ossidante. Il tetrossido di azoto è trasparente a temperature più fredde, ma una volta riscaldato a 59 gradi Fahrenheit (15 gradi Celsius), diventa arancione. A contatto con l'aria emette fumi arancioni. Sebbene sia interessante da guardare, non vorrai averne nessuno. Il tetrossido di azoto è caustico , il che significa che può causare ustioni chimiche.
" Un concetto artistico della navicella spaziale Gemini. Immagine gentilmente concessa dalla NASA
La capsula Mercury poteva contenere un solo astronauta, quindi la NASA dovette progettare un veicolo spaziale più grande per inviare nello spazio un equipaggio di due uomini. Ha basato gran parte del design delle capsule sulla navicella spaziale Mercury, ma non ne ha raddoppiato le dimensioni. Invece, gli ingegneri della NASA hanno aumentato lo spazio interno di circa il 50%. Ciò rendeva le cose un po’ anguste per gli astronauti seduti all’interno. Inoltre, gli astronauti non potevano alzarsi e muoversi nella capsula:erano confinati ai loro posti.
La capsula aveva la forma di un cono ed era alta 5,67 metri. Alla base, il diametro della capsula era di 3,05 metri (10 piedi). Pesava ben 8.490 libbre (3.851 chilogrammi).
L'unica eccezione a questa situazione è stata quando un astronauta ha fatto una passeggiata nello spazio. A quel tempo, entrambi gli astronauti pressurizzarono le loro tute spaziali. Si apriva il portello sopra la sedia per uscire dal veicolo (a differenza della capsula Mercury, la navicella Gemini aveva due portelli). Una volta fuori dalla capsula, poteva sgranchirsi le gambe mentre il suo compagno di equipaggio rimaneva all'interno per pilotare la nave.
La NASA doveva fare molto di più che realizzare semplicemente una versione più grande della capsula Mercury. La manovrabilità della Mercury nello spazio era estremamente limitata, mentre la Gemini avrebbe dovuto essere in grado di attraccare con un altro veicolo. A tal fine, gli ingegneri costruirono e installarono una sezione retrograda contenente otto propulsori (piccoli motori a razzo). Questa sezione è attaccata al fondo della capsula Gemini. Oltre ad ospitare i propulsori, questa sezione conteneva anche un serbatoio di acqua potabile, un serbatoio di ossigeno, un sistema di pompa del liquido di raffreddamento, serbatoi di carburante, un sistema di alimentazione elettrica e un sistema di comunicazione. La sezione retrograda rimase con la navicella Gemini fino al rientro, dopodiché la navicella lanciò la sezione nello spazio.
Prima di Gemini V, la navicella Gemini utilizzava batterie per fornire energia elettrica. Gemini V è stata la prima navicella spaziale a utilizzare celle a combustibile per generare energia. Le celle a combustibile utilizzano idrogeno e ossigeno per generare elettricità. Uno dei vantaggi del sistema a celle a combustibile è che il sottoprodotto della generazione di elettricità è l’acqua. Successivamente, sulla navicella spaziale Apollo, la NASA creerà un sistema in grado di recuperare l'acqua generata dalle celle a combustibile e utilizzarla come acqua potabile.
" Una vista fish-eye dell'interno della capsula Gemini. Immagine gentilmente concessa dalla NASA
All'interno della capsula, la visuale degli astronauti era costituita da due finestre e diversi display e pannelli di controllo. Il computer della navicella ha analizzato i dati raccolti da vari sensori e ha calcolato la traiettoria corretta e la potenza necessaria per raggiungere gli obiettivi della missione. La capsula conteneva anche il sistema radar della navicella, il sistema di controllo dell'assetto e di rientro e un sistema di atterraggio con paracadute. Mentre gli astronauti potevano pilotare la navicella Gemini mentre era in orbita, il sistema informatico controllava molte delle manovre inviando comandi direttamente ai sistemi appropriati.
La NASA ha progettato la capsula Gemini per agganciarsi ad altre strutture mentre si trovava nello spazio. Cosa usavano come nave da attracco? Continua a leggere per scoprirlo.
Fuga o espulsione?
A differenza delle navicelle Mercury e Apollo, la navicella Gemini non aveva un sistema di fuga dal lancio (LES). Invece, i sedili a capsula erano sedili eiettabili. In caso di emergenza durante il lancio, gli astronauti potrebbero espellersi dalla capsula. Innanzitutto i portelli si aprirebbero e poi un razzo sotto il sedile catapulterebbe entrambi gli astronauti lontano dalla capsula. A quel tempo, il seggiolino eiettabile avrebbe aperto un paracadute. Il sistema è stato progettato in caso di emergenza nel lancio o in caso di emergenza durante il rientro in planata (la NASA ha successivamente respinto il concetto dell'aliante).
" Il veicolo bersaglio Gemini Agena Immagine gentilmente concessa dalla NASA
Per poter praticare le manovre di attracco nello spazio, la NASA aveva bisogno di fornire una struttura alla quale la capsula Gemini potesse attraccare. La soluzione era un Agena modificato secondo stadio del razzo. Normalmente, l'Agena fungerebbe da parte di un veicolo di lancio per un veicolo spaziale. La NASA lo ha modificato in modo che potesse diventare anche una nave da attracco. Gli ingegneri hanno progettato un collare di aggancio che si adattava all'estremità superiore dello stadio del razzo e hanno modificato il motore del razzo in modo che potesse riavviarsi dopo lo spegnimento.
Utilizzando un razzo Atlas come primo stadio, la NASA ha lanciato il nuovo Gemini Agena Target Vehicle (GATV ) in orbita. Utilizzando un sistema informatico radiocomandato, il controllo a terra della NASA potrebbe manovrare l'Agena nell'orbita e nell'allineamento corretti in attesa dell'attracco da una capsula Gemini.
Il GATV aveva un motore a razzo Modello 8247 montato su un gimbal , il che significa che potrebbe inclinarsi in diverse direzioni. Inclinando il motore a razzo, la NASA poteva controllare in quale direzione si muoveva la nave. Utilizzava dimetilidrazina asimmetrica (UDMH ) per carburante e acido nitrico fumante rosso inibito (IRFNA ) come ossidante.
Una volta attraccati alla capsula Gemini, gli astronauti potrebbero utilizzare il motore del GATV per fornire una spinta extra e spostarsi in orbite più alte. Insieme, i due veicoli potrebbero spostarsi fino al bordo della cintura di Van Allen, una regione di radiazioni entro 4.000 miglia dalla superficie terrestre [fonte:NASA].
La NASA ha progettato il collare di aggancio del GATV per adattarsi e agganciarsi all'estremità della capsula Gemini. Una volta che la NASA e gli astronauti hanno allineato le due navi sullo stesso piano orbitale, hanno manovrato con attenzione la navicella Gemini in modo che l'estremità entrasse nel collare di attracco del GATV. Una volta attraccati, gli astronauti potevano controllare i sistemi del GATV sul pannello di stato Gemini-ATV (ASP ).
La prima navicella spaziale ad attraccare con successo ad un GATV fu Gemini VIII nel marzo 1966, per 30 minuti. Nel luglio 1966, la Gemini X attraccò con due diversi GATV durante la sua missione. Il successo ha significato che la NASA ha raggiunto l'obiettivo della missione più importante del Progetto Gemini. Significava anche che era possibile far sbarcare un uomo sulla Luna prima della fine del decennio. La missione Apollo potrebbe procedere come previsto.
La NASA originariamente intendeva che il Gemini atterrasse su un terreno solido, ma in seguito decise di atterrare solo in acqua. Cosa li ha fatti cambiare idea? Scoprilo nella sezione successiva.
La Sindone di GATV
Per proteggere il collare di aggancio del GATV durante il lancio, la NASA ha incluso una protezione per il naso . Si trattava di una copertura protettiva che si adattava all'estremità del GATV. Una volta in orbita, il GATV avrebbe dovuto lanciare in mare il sudario. Nella missione Gemini IX, la copertura non si è lanciata correttamente e l'equipaggio a bordo della capsula Gemini ha dovuto annullare le manovre di attracco.
" In questa ripresa dell'incontro tra Gemini VI e VII, i due veicoli spaziali erano alti 29 piedi (9 metri) di distanza. Immagine gentilmente concessa dalla NASA
Durante le prime fasi di pianificazione del Progetto Gemini, la NASA ha esplorato la possibilità di progettare la capsula in modo che potesse toccare la terra. Le capsule Mercury potevano atterrare in sicurezza solo in acqua. Per rendere possibile l'atterraggio sulla terraferma, la NASA ha provato a progettare un veicolo spaziale con ali fisse o retrattili, per trasformare il veicolo spaziale in un parapendio . Sebbene gli ingegneri abbiano fatto dei progressi verso questo obiettivo, le ali del parapendio non si sono mai aperte abbastanza velocemente per essere efficaci. La NASA alla fine scartò l'idea nel 1964.
Sebbene inizialmente deludente, il passaggio a un sistema di atterraggio in acqua è stato probabilmente la cosa migliore. Nei primi voli Gemini, gli astronauti controllavano manualmente gran parte delle manovre della navicella durante il rientro. Nonostante i loro migliori sforzi, di solito atterravano a molte miglia di distanza dalla zona di atterraggio target. Anche Gemini XI, che si affidava al sistema informatico della navicella per il rientro automatico, è atterrato a 2,65 miglia nautiche (4,9 chilometri) dalla zona di atterraggio prevista. Sebbene uno specchio d'acqua nel mezzo dell'Oceano Pacifico sia molto simile a un altro, è necessaria una grande precisione per atterrare in sicurezza su una specifica sezione di terra.
Poco prima del rientro, la capsula Gemini lancerebbe in mare la sezione retrograda, lasciando solo la navicella spaziale a forma di cono con l'equipaggio. Nella maggior parte dei casi, gli astronauti utilizzavano i controlli della capsula per manovrarla in modo che l'estremità larga e smussata fosse rivolta verso la Terra. Qui è dove la NASA ha installato lo scudo termico della Gemini.
La punta della capsula Gemini conteneva un sistema di paracadute. Piccoli esplosivi hanno dispiegato i paracadute, contribuendo a rallentare la discesa della capsula. La capsula poi farebbe un grande tuffo nell'oceano e galleggerebbe finché una nave di salvataggio non riuscirebbe a recuperare il veicolo e gli astronauti.
" Gemini X precipita nell'oceano. Immagine gentilmente concessa dalla NASA
I cinici potrebbero dire che il motivo principale della NASA per la navicella Gemini era quello di mantenere l'esplorazione spaziale sotto gli occhi del pubblico durante gli anni tra il Progetto Mercury e il Progetto Apollo. Sebbene ciò possa aver avuto un ruolo, la NASA ha utilizzato anche il Progetto Gemini per raccogliere informazioni importanti e dimostrare che i veicoli nello spazio potevano attraccare insieme. Senza questa esperienza, è dubbio che la NASA sarebbe riuscita a realizzare la visione di Kennedy.
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Metti i freni
Potrebbe sembrare strano, ma il sistema frenante più importante per la navicella Gemini era l'atmosfera terrestre. L'attrito generato dal veicolo spaziale che si muoveva attraverso l'atmosfera a velocità enormi produceva un calore intenso. Senza lo scudo termico sulla base della navicella Gemini, gli astronauti all'interno della capsula non sarebbero stati in grado di sopravvivere.
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Altri link fantastici
"Atlas (veicolo di lancio)." L'Enciclopedia della scienza su Internet. Estratto il 6 marzo 2008. http://www.daviddarling.info/encyclopedia/A/Atlas_rocket.html
"Gemelli". Enciclopedia Astronautica. Estratto il 5 marzo 2008. http://www.astronautix.com/index.html
"Gemelli". ThinkQuest. Estratto il 5 marzo 2008. http://library.thinkquest.org/10122/data/EHSGEIN.HTM
"Gemini IV:prima passeggiata spaziale americana." Il luogo spaziale definitivo. Estratto il 6 marzo 2008. http://www.thespaceplace.com/history/gemini/gemini04.html
Hacker, Barton C. e Grimwood, James M. "Sulle spalle dei giganti:una storia del progetto Gemini". Serie storica della NASA. 1977. http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-4203/toc.htm
Logan, Willy. "Progetto Gemini:passi verso la Luna." Estratto il 4 marzo 2008. http://www.wilhelm-aerospace.org/Space/Gemini/gem_main.html
NASA. http://www.nasa.gov
"Veicoli spaziali:motori a razzo." Clavio. Estratto il 5 marzo 2008. http://www.clavius.org/techengine.html
Svirskas, Rob. "Tour virtuale della stazione aeronautica di Cape Canaveral." Estratto il 4 marzo 2008. http://www.robsv.com/cape/c19lv2.html
