Formación del programa Apolo

La instrucción geológica comenzó en enero de 1963, cuando Eugene Shoemaker del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) dirigió a los dos primeros grupos de astronautas en un viaje de dos días al Cráter del Meteorito y a las formaciones volcánicas cerca de Flagstaff, Arizona . ^{[ 2 ]} En 1964 se implementó un programa de estudios formal, diseñado conjuntamente por el USGS y el Centro de Naves Espaciales Tripuladas (MSC) de la NASA en Houston. Este programa combinaba clases teóricas sobre principios geológicos, mineralogía y petrología con ejercicios de campo. Un total de 29 astronautas participaron en la primera serie, que se desarrolló de febrero a junio de 1964. ^{[ 3 ]} Los grupos posteriores continuaron hasta 1967, y las cohortes posteriores recibieron una versión condensada del programa. ^{[ 4 ]}

Las fricciones organizativas entre el personal del USGS y los científicos del MSC complicaron los primeros años del programa. Ambos grupos habían comenzado a planificar de forma independiente cursos de geología para astronautas antes de enterarse de los esfuerzos del otro. Después de que el contingente del USGS se retirara de Houston a Flagstaff a mediados de 1964, las dos organizaciones dividieron las responsabilidades: el USGS se encargó de las clases de geología general, el MSC de la mineralogía y la petrología, y ambos cooperaron en las salidas de campo. ^{[ 5 ]}

Los astronautas se entrenaron en lugares geológicamente diversos elegidos como análogos lunares . Los sitios incluyeron el Gran Cañón , el Cráter del Meteorito , campos volcánicos en Hawái , el Sitio Nacional de Seguridad de Nevada (donde los cráteres de explosiones nucleares se asemejaban a las características de impacto), las montañas Orocopia y Chocolate del desierto de Sonora , y formaciones en Nuevo México , Oregón , Alaska , el oeste de Texas y Sudbury, Ontario . ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Islandia sirvió como uno de los sitios análogos más valiosos. Dos expediciones de campo —en julio de 1965 y julio de 1967— llevaron grupos de astronautas a las tierras altas volcánicas alrededor del lago Mývatn y la caldera de Askja . El terreno basáltico árido, con escasa vegetación, se asemejaba mucho a las condiciones esperadas en la Luna. ^{[ 8 ]} Nueve de los doce astronautas que caminaron sobre la Luna participaron en uno de los dos viajes a Islandia. Harrison Schmitt , el único geólogo que llegó a la superficie lunar, reconoció posteriormente que los ejercicios en Islandia mejoraron la capacidad de las tripulaciones para interpretar las complejas formaciones rocosas del regolito . ^{[ 8 ]}

Para replicar la topografía de los sitios de aterrizaje planeados, el USGS y la NASA construyeron campos de cráteres artificiales , denominados Campos de Cráteres de Cinder Lake , en un programa conjunto de investigación astrogeológica . ^{[ 9 ] [ 10 ]} Entre julio y octubre de 1967, se utilizaron explosivos para volar 47 cráteres en las cenizas basálticas del área de Cinder Lake al noreste de Flagstaff , reproduciendo una porción de Mare Tranquillitatis a escala 1:1. ^{[ 11 ] [ 12 ]} Un segundo campo, más grande, siguió en 1968: ^{[ 10 ]}

Para comenzar a recrear los cráteres lunares, los ingenieros excavaron en el sedimento basáltico, revelando distintas capas de ceniza y arcilla que indicaban diversos episodios volcánicos. Luego, utilizando 525 kg de dinamita y 13000 kg de nitrocarbonato (una mezcla de fertilizante agrícola y fueloil), comenzaron a colocar cargas en cada uno de los agujeros. Se detonaron un total de 354 cargas para crear los cráteres más antiguos, y posteriormente 61 cargas para crear cráteres de edad intermedia. Una vez creados los cráteres intermedios, cuyos escombros se esparcieron sobre el proyectil de la primera serie de explosiones, se detonaron las 11 cargas restantes para crear los cráteres más jóvenes y dispersar la capa final de escombros.

Las detonaciones secuenciales simularon capas de eyección superpuestas de diferentes edades, lo que permitió a los astronautas practicar la descripción de la morfología y la edad relativa de los cráteres. ^{[ 11 ] [ 13 ] [ 14 ]} Un tercer campo se produjo en febrero de 1970 en Black Mesa en el Valle Verde , utilizando 850 toneladas de TNT y 43 toneladas de nitrato de amonio para crear 380 cráteres. ^{[ 11 ] [ 15 ]} Los campos de cráteres de Cinder Lake se crearon antes del Apolo 11, pero los astronautas del Apolo 15 fueron los primeros en entrenar en ellos; la tripulación del Apolo 17 fue la última en entrenar allí en 1972. ^{[ 10 ]}

En el MSC, un "montón de rocas" al aire libre proporcionaba una superficie simulada más pequeña. La instalación original de 63 pies de diámetro, instalada entre 1964 y 1965, fue reemplazada en 1968 por un campo de dos acres que contenía 188 cráteres. El Centro Espacial Kennedy mantenía un "montón de arena" similar para la práctica con herramientas e instrumentos, aunque su elevación cercana al nivel del mar a veces provocaba que los cráteres se inundaran. ^{[ 16 ]}

A medida que la selección del lugar de aterrizaje maduró después de que el Apolo 12 demostrara la capacidad de aterrizaje de precisión, los ejercicios de campo se adaptaron a misiones específicas. La planificación de recorridos para las misiones posteriores ( Apolo 15 , 16 y 17 ) fue un proceso iterativo que involucró a equipos de geología, controladores de vuelo, investigadores principales y miembros de la tripulación. Los recorridos planificados se refinaron repetidamente y se ingresaron en listas de verificación montadas en la muñeca para su uso en la superficie. ^{[ 17 ]} Las tripulaciones practicaron con el Vehículo Lunar Explorador (LRV) utilizando un modelo de prueba terrestre apodado "Grover" (Vehículo Geológico Explorador) en los campos de Cinder Lake y otros sitios de Arizona. ^{[ 13 ] [ 18 ]}

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  Entrenamiento de geología del Apollo 15 LRV Irwin Scott en Nuevo México
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  Miembros de la tripulación del Apolo 15 montando en un simulador de vehículo lunar en el campo de cráteres de Cinder Lake.
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  Entrenamiento geológico de los astronautas del Apolo 16

El Vehículo de Investigación de Aterrizaje Lunar (LLRV), construido por Bell Aerosystems , era un vehículo de vuelo libre que utilizaba un motor turbofán cardánico para contrarrestar cinco sextos de su peso, simulando condiciones de un sexto de g . Los propulsores de peróxido de hidrógeno proporcionaban control de actitud y sustentación suplementaria, otorgando al piloto seis grados de libertad comparables a los del Módulo Lunar (LM). Se construyeron y probaron dos LLRV en lo que ahora es el Centro de Investigación de Vuelo de la NASA en la Base de la Fuerza Aérea Edwards . El 6 de mayo de 1968, Neil Armstrong se eyectó del LLRV-1 segundos antes de que se estrellara tras agotarse el combustible de control de actitud; resultó ileso.

Tres vehículos de entrenamiento para el aterrizaje lunar (LLTV) mejorados fueron entregados a Ellington Field, cerca de Houston, a partir de finales de 1967. Solo los comandantes de misión y sus suplentes volaron en el LLTV, debido a la disponibilidad limitada del vehículo, el costo y las preocupaciones de seguridad. Dos de los tres LLTV fueron destruidos en accidentes (diciembre de 1968 y enero de 1971); ambos pilotos se eyectaron a salvo. El vuelo de Gene Cernan el 13 de noviembre de 1972, tres semanas antes del lanzamiento del Apolo 17 , fue la última misión del LLTV. ^{[ 19 ]} Armstrong declaró posteriormente que el LM "voló de forma muy similar al Vehículo de Entrenamiento para el Aterrizaje Lunar" y atribuyó al LLTV la confianza que necesitaba para el alunizaje del Apolo 11. ^{[ 19 ]}

La NASA empleó varias instalaciones de simulación adicionales:

• El Centro de Investigación de Aterrizaje Lunar del Centro de Investigación Langley utilizó una plataforma de gravedad parcial montada sobre un pórtico para permitir la práctica del descenso y el aterrizaje del módulo lunar a escala real.
• El simulador de marcha en gravedad reducida , también ubicado en Langley, suspendía a los sujetos de prueba de lado contra una pared inclinada, de modo que sus piernas soportaban solo una sexta parte de su peso corporal. Veinticuatro astronautas utilizaron el dispositivo; Walter Cronkite también lo presentó en televisión en 1968.
• El simulador de aproximación al aterrizaje y órbita lunar (LOLA, por sus siglas en inglés) de Langley proyectaba un modelo de alta resolución de la superficie lunar bajo una cámara en movimiento para entrenar a las tripulaciones en el reconocimiento de puntos de referencia visuales durante la fase final del descenso.
• El simulador de misión del módulo lunar (LMMS, por sus siglas en inglés) en el MSC era una maqueta interior de alta fidelidad que replicaba los controles y las pantallas del módulo lunar, y se utilizaba ampliamente para los procedimientos de descenso y ascenso motorizados.
• El simulador de acoplamiento y encuentro de Langley entrenó a las tripulaciones en la mecánica orbital del encuentro y el acoplamiento entre el módulo de mando y el módulo lunar.

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  Simulador de caminar en gravedad reducida
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  Simulador del Módulo Lunar (LEMS)
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  Vehículo de investigación para el alunizaje
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  Vehículo de entrenamiento para aterrizaje lunar Bell (LLTV)
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  Órbita lunar y aproximación al aterrizaje
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  Simulador de acoplamiento Rendezvous

Los cursos de supervivencia en el desierto comenzaron con los Mercury Seven en 1960 en la Base de la Fuerza Aérea Stead, al norte de Reno, Nevada , donde las temperaturas diurnas superaban los 45 °C (113 °F) . Tras la instrucción en el aula, los astronautas fueron trasladados en avión a Carson Sink y se quedaron en grupos durante tres días. Aprendieron a fabricar refugios y ropa suelta con material de paracaídas, a conservar agua y a aprovechar las bajas temperaturas subterráneas excavando en el suelo. ^{[ 20 ]} En agosto de 1964, catorce astronautas —entre ellos Armstrong, Aldrin y Collins— completaron el último curso en Stead antes de que la escuela se trasladara a la Base de la Fuerza Aérea Fairchild en el estado de Washington. ^{[ 22 ]}  

El entrenamiento de supervivencia en la selva tuvo lugar en la Escuela de Supervivencia Tropical de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en la Base Aérea Albrook, en la Zona del Canal de Panamá . Tras varios días de instrucción en el aula, los astronautas pasaron dos noches y tres días en la selva panameña, donde practicaron la búsqueda y purificación de agua, la recolección de plantas comestibles y la construcción de refugios improvisados. Instructores indígenas Emberá, liderados por el cacique Manuel Antonio Zarco, impartieron técnicas basadas en siglos de habitabilidad en la selva. Una sesión en junio de 1963 fue la primera en incluir astronautas de las selecciones Mercury , Gemini y Apollo. ^{[ 23 ] [ 24 ]}

El uso de flotabilidad neutra subacuática para entrenar para caminatas espaciales no formaba parte del plan original de la NASA. La preparación inicial para las EVA se basaba en vuelos parabólicos de aeronaves (que producían solo unos 30 segundos de ingravidez por ciclo), superficies de apoyo de aire y estructuras de suspensión superiores. ^{[ 28 ]} El desarrollo de la técnica fue impulsado por la crisis de las EVA de Gemini de 1966, cuando los astronautas de Gemini IX, X y XI experimentaron sobrecalentamiento severo, empañamiento de las viseras y agotamiento mientras intentaban realizar tareas fuera de la nave espacial. ^{[ 29 ]}

Las innovaciones clave provinieron de Environmental Research Associates (ERA), una pequeña empresa cerca de Baltimore fundada por Sam Mattingly y Harry Loats. A partir de 1964, bajo contrato con el Centro de Investigación Langley , ERA realizó experimentos en una piscina alquilada en la Escuela McDonogh en Maryland, utilizando trajes de presión Mark IV de la Marina, lastrados con plomo para lograr flotabilidad neutra en los seis grados de libertad. Mediante ensayo y error, el equipo de ERA desarrolló los protocolos de seguridad, las técnicas de lastre de los trajes y los métodos de procedimiento que conformaron lo que Neufeld y Charles denominaron un "pequeño sistema tecnológico". ^{[ 29 ]} En septiembre de 1966, Buzz Aldrin se convirtió en el primer astronauta en utilizar la flotabilidad neutra para el entrenamiento específico de la misión, al ensayar sus tareas de caminata espacial Gemini XII en la piscina de McDonogh. Posteriormente, completó un récord de tres actividades extravehiculares (EVA) sin las dificultades que habían afectado a misiones anteriores, y atribuyó su éxito en gran medida a la preparación subacuática. ^{[ 28 ]}

A principios de 1967, el MSC instaló su propia Instalación de Inmersión en Agua (WIF) en el Edificio 5: una piscina circular elevada de 7,6 m (25 pies ) de diámetro y 4,9 m (16 pies ) de profundidad. ^{[ 28 ]} Para el Apolo, la WIF sirvió tanto para ensayar procedimientos de contingencia (como la transferencia de emergencia de la tripulación entre el Módulo Lunar y el Módulo de Comando) como para simular condiciones de superficie de un sexto de gravedad ajustando el lastre del traje. El traje de Neil Armstrong se lastró en la WIF en abril de 1969 para aproximar la gravedad lunar para la práctica de actividades en la superficie. ^{[ 28 ]} El astronauta del Apolo 17, Ronald Evans, utilizó la WIF para ensayar la EVA en el espacio profundo que realizaría durante el regreso de la Luna, recuperando los cartuchos de película de la bahía del Módulo de Instrumentos Científicos del Módulo de Servicio. ^{[ 28 ]}  

Paralelamente, el Centro de Vuelos Espaciales Marshall desarrolló de forma independiente la capacidad de flotabilidad neutra en un tanque de formación explosiva de 7,6 m (25 pies ) de diámetro, reacondicionado inicialmente para tareas del Taller Orbital (más tarde Skylab ). El trabajo de Marshall comenzó en 1965-1966 con el ingeniero Charles Cooper y su colega Charles Stokes experimentando con trajes presurizados en un tanque más pequeño. ^{[ 29 ]} 

Una gran cámara de vacío en el MSC duplicaba la intensidad de la luz y la temperatura en condiciones de vacío. ^{[ 16 ]} Los vuelos parabólicos en un avión KC-135 modificado ("Vomit Comet") se mantuvieron en uso durante todo el programa Apolo y se consideraron las plataformas de gravedad reducida más realistas para evaluar herramientas y procedimientos, aunque cada período de gravedad reducida duraba solo unos 30 segundos. ^{[ 16 ]} Los ensayos generales en los últimos meses antes de cada misión integraban el cronograma científico con las simulaciones del Centro de Control de Misión , coordinando a los astronautas, controladores de vuelo e investigadores principales que trabajarían en las salas de apoyo científico durante las misiones reales. ^{[ 30 ]}

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  Entrenamiento de actividades extravehiculares (EVA) del Apolo 11
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  El ingeniero Bob Mason, ataviado con un traje espacial, realiza actividades similares a las que los astronautas del Apolo 11, Neil Armstrong y Edwin Aldrin, tuvieron previstas durante su caminata lunar.
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  El astronauta del Apolo 12, Charles Conrad Jr. (mirando a la cámara), simula recoger muestras. El astronauta Alan L. Bean simula documentar fotográficamente una muestra de roca lunar.
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  El astronauta del Apolo 13, James Lovel, durante un entrenamiento de simulación en la superficie lunar.
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  Fred W. Haise Jr., del Apolo 13, prueba un muestreador de núcleo motorizado.
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  Entrenamiento de actividad extravehicular del Apolo 14 con una bandera estadounidense.
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  Los astronautas del Apolo 14, Alan B. Shepard Jr. (derecha) y Edgar D. Mitchell, practican el uso del Experimento Sísmico Activo (ASE, por sus siglas en inglés) para provocar explosiones en la superficie lunar y armar un mortero para lanzar cuatro granadas después de su partida.
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  El astronauta del Apolo 16, Thomas K. Mattingly II, participa en simulaciones de actividad extravehicular (EVA, por sus siglas en inglés) en el tanque de la instalación de agua.
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  El astronauta del Apolo 17, Harrison H. Schmitt (en primer plano), simula recoger una muestra lunar. El astronauta Eugene A. Cernan (al fondo) sostiene una bolsa con la muestra.

• Phinney, William C. (2015). Historia de la formación científica de los astronautas del programa Apolo (PDF) (Informe). NASA. NASA/SP-2015-626.{{cite report}}: CS1 mantenimiento: referencia duplica el valor predeterminado ( enlace )