Apolo 13

Apolo 13

Apolo 13 fue la séptima misión tripulada del Programa Apolo de los Estados Unidos de América y la tercera con intención de alunizar.
La nave fue lanzada el 11 de abril de 1970 a las 13:13 horas. El alunizaje fue abortado debido a la explosión de un tanque de oxígeno dos días después del despegue, inhabilitando el módulo de servicio del cual dependía el módulo de comando.
A pesar de los apuros causados por la energía limitada, pérdida de calor en la cabina, falta de agua potable y la crítica necesidad de reparar el sistema de extracción de dióxido de carbono, la tripulación regresó a salvo a la Tierra el 17 de abril.
El vuelo fue comandado por James A. Lovell con John L. “Jack” Swigert como piloto del módulo de comando y Fred W. Haise de piloto del módulo lunar. Swigert suplió al piloto original del modulo de comando Ken Mattingly, a quién el doctor de vuelo mantuvo en tierra debido a que se contagió de rubeola.

Tripulacion

Debido a que durante el programa Apolo se implementó un programa estándar de rotación de tripulaciones, la tripulación principal para el Apolo 13 era la tripulación de apoyo del Apolo 10 y al mando estaría el veterano de los programas Mercury y Gemini L. Gordon Cooper. La tripulación estaba compuesta por:

• L. Gordon Cooper, Jr (Comandante)
• Donn F. Eisele (Piloto del Módulo de Comando)
• Edgar D. Mitchell (Piloto del Módulo Lunar)

Sin embargo, no era la intención de Deke Slayton de rotar a Cooper y Eisele a otra misión, ya que los dos tenían problemas con la administración de la NASA por varias razones (Cooper por su actitud relajada correspondiendo al entrenamiento y Eisele por incidentes en el Apolo 7 y por tener una relación extra-marital). Slayton los asignó a la tripulación de reserva solo porque en el momento que se tenía que hacer las asignaciones, había falta de hombres capacitados para volar.^[1]
Las asignaciones que Slayton originalmente presentó a sus superiores para el vuelo fue:

• Alan B. Shepard, Jr (Comandante)
• Stuart A. Roosa (Piloto del Módulo de Comando)
• Edgar D. Mitchell (Piloto del Módulo Lunar)

Parámetros de Misión

• Masa:MCS Odyssey 63.470 libras (28.789,5077239 kg); ML Aquarius 33.490 libras (15.190,8084713 kg)
• Perigeo: 181,5 kilómetros (98,0021597445 nmi)
• Inclinación (Salida de la tierra): 33.5°^[4]
• Periodo: 88.07 min

 Objetivo

La misión del Apolo 13 era explorar la formación Fra Mauro llamada así por el Cráter Fra Mauro, de 80 km de diámetro que se localizaba en su interior. Ésta es una área selenológica la cual se pensaba estaba compuesta de ”ejecta” del impacto que formó el Mare Imbrium.
La siguiente misión Apolo, Apolo 14, eventualmente designada para alunizar en Fra Mauro.

 Ruptura del tanque de Oxígeno

Abril 14, 1970, 03:07:^[5] 321.860 km (173.790 nmi) de la Tierra^{[cita requerida]}

 Posición más cercana a la Luna

Abril 15, 1970, 00:21:00 UTC; 254,3 km (137,3 nmi)

Incidente de Lanzamiento

La misión empezó con un pequeño incidente: durante el vuelo de la segunda etapa, el motor central se apagó dos minutos antes de lo previsto. Los cuatro propulsores externos estuvieron encendidos más tiempo para compensarlo, y el vehículo continuó hacia una órbita exitosa.

 Incidente del tanque de Oxígeno

Explosión

Rumbo a la luna, aproximadamente a 200.000 millas (321.868,8 km) de la tierra el Control de Misión le pidió a la tripulación que encendieran los ventiladores de los tanques de hidrógeno y oxígeno, los cuales estaban destinados a estratificar los contenidos criogénicos e incrementar la precisión de las lecturas de cantidades. Aproximadamente 93 segundos después los astronautas escucharon una gran explosión, acompañado de fluctuaciones en la energía eléctrica.^[5] La tripulación inicialmente pensó que un meteorito había chocado con el módulo lunar.
Pero lo que en realidad pasó fue que el tanque de oxígeno número 2, uno de los dos tanques ubicados en el módulo de servicio había explotado.^[6] Un aislamiento de teflón dañado en los cables que iban a los ventiladores dentro del tanque 2 permitió que los cables hicieran cortocircuito. El fuego resultante incrementó la presión más allá de su límite y el domo del tanque se rompió, llenando la bahía de células de combustible (Sector 4) con oxígeno que se expandió rápidamente.

La presión dentro del compartimiento expulsó las tuercas que mantenían atornillado el panel de aluminio que cubría el Sector 4, el cual al explotar probablemente le causó daños menores a la antena utilizada para comunicaciones translunares. Las comunicaciones y la telemetría a tierra se perdieron por 1.8 segundos, hasta que el sistema se corrigió automáticamente pasando de modo banda corta a banda ancha.
El choque mecánico forzó a las válvulas de oxígeno a cerrarse en las celdas de combustible números 1 y 3, lo cual solo permitió que operaran por 3 minutos. El choque también causó ya fuere una ruptura parcial de una línea del tanque de oxígeno 1 o causó que su válvula de paso tuviera una fuga, permitiendo que su contenido se escapara al espacio exterior durante los siguientes 130 minutos, vaciando por completo el suministro de oxígeno del módulo de servicio.
Como las celdas de combustible combinaban hidrógeno y oxígeno para generar electricidad y agua, la celda de combustible número 2 finalmente se desactivo y dejó a los módulos de comando y servicio del Apolo con limitada energía de las baterías. La tripulación se vio forzada a apagar el modulo de comando completamente y a usar el módulo lunar como “bote salvavidas”.^[7] Esto fue sugerido durante una simulación de entrenamiento pero no fue considerado como un posible escenario.^[8] Sin la disponibilidad del módulo lunar, el accidente hubiera sido fatal.^[9]

[editar] Supervivencia de la tripulación y el viaje de regreso

El daño en el módulo de servicio hizo que un alunizaje fuese imposible, así que el director de vuelo Gene Kranz inmediatamente abortó la misión. Los planes de aborto existentes, hechos en 1966, fueron evaluados; el plan más rápido era una trayectoria de aborto directo, la cual requería usar el motor del módulo de servicio para lograr un gran cambio en la velocidad para esencialmente cambiar la trayectoria de la nave. A pesar de que éste plan llevaría a los hombres de manera más rápida a casa y con la menor pérdida de insumos, era altamente impráctico por las siguientes razones:

• Era práctico solo en una etapa temprana de la misión, antes de que la nave entrara a la esfera gravitacional de la Luna, lo cual ya le había sucedido al Apolo 13 en el momento del accidente.
• No había manera práctica de obtener energía eléctrica para encender el motor.
• Se temía que si el tanque de oxígeno explotó el motor hubiese resultado dañado, impidiendo que el motor fuese encendido de manera segura.

Por éstas razones, Kranz y el director de vuelo adjunto Chris Kraft eligieron un regreso libre circumlunar, utilizando la gravedad de la Luna para regresar la nave hacia la tierra, acelerando un poco la nave antes del apoastro para ayudar a acelerar el regreso. Sin embargo, el Apolo 13 ya había dejado su trayectoria de regreso libre inicial posteriormente en la misión, como requerimiento para el alunizaje que estaba planeado en Fra Mauro. Por esa razón, la primera orden fue restablecer la trayectoria por medio de un pequeño impulso del sistema de propulsión del módulo lunar. El motor de descenso fue utilizado nuevamente para la aceleración antes del Apoastro. Se encendió solo una vez más para una corrección menor de la trayectoria.
Para lograr un regreso seguro se requirió que tanto la tripulación como el personal de apoyo actuaran con gran ingenio bajo extrema presión.
Los suministros del módulo lunar estaban previstos para mantener a dos personas por tan solo dos días y no a tres personas durante cuatro días. El oxígeno era el menor suministro crítico, ya que el módulo traía suficiente como para re-presurizar el módulo lunar después de cada actividad extra-vehicular. A diferencia de los demás módulos, que eran impulsados por celdas de combustible que producían agua como subproducto, el modulo lunar era impulsado por baterías de óxido de plata, así que la energía eléctrica y el agua (utilizada para enfriar el equipo y para beber) eran suministros críticos.
Para mantener los sistemas de soporte de vida y de comunicaciones operacionales hasta el regreso, el módulo lunar fue reducido a los niveles de energía más bajos posibles.
El limitado hidróxido de litio que servía para eliminar el dióxido de carbono era un problema serio. Los suministros de LiOH internos del módulo lunar no eran suficientes para mantener a la tripulación hasta el regreso y el remanente estaba guardado en la etapa de descenso, fuera de alcance.
El módulo de comando tenía una cantidad adecuada de contenedores de LiOH, pero estos eran incompatibles con el módulo lunar. Los ingenieros en tierra improvisaron una forma de unir los contenedores con forma de cubo del modulo de comando a las entradas cilíndricas del modulo lunar, jalando aire por medio de una manguera. Los astronautas llamaron a éste dispositivo “el buzón”.^[10]
Otro problema que debía resolverse para lograr un regreso seguro era conseguir un encendido completo del módulo de comando apagado, de la nada; cosa que nunca se había hecho en vuelo. El controlador de vuelo John Aaron, con ayuda del astronauta Mattingly y muchos ingenieros y diseñadores, tuvo que inventar un nuevo protocolo para lograr esto con el suministro limitado de energía y el tiempo tan corto.^{[11] [12]} Esto fue demasiado complicado por el hecho de que los reducidos niveles en el modulo lunar causaron que la temperatura descendiera considerablemente. El módulo de comando sin energía, se enfrió a tal grado que el agua se empezó a condensar en las superficies sólidas, causando preocupación de que este hecho pudiera dañar los sistemas eléctricos cuando se reactivaran. Esto resultó no ser un problema, en parte por las extensivas mejoras en el aislamiento eléctrico aplicadas después del fuego en el Apolo 1.^[