Hoje na História: 16 de julho de 1969 - Lançamento da Apollo 11 rumo a Lua

Apollo 11 / Saturn V AS-506 no momento da ignição do primeiro estágio,
T -6,9 segundos, 13: 31: 53,9 UTC, 16 de julho de 1969 (NASA)

Na manhã de quarta-feira, 16 de julho de 1969, o veículo de lançamento Apollo 11/Saturn V, AS-506), estava na plataforma do Complexo de Lançamento 39A, Centro Espacial Kennedy, Cabo Canaveral, Flórida. A bordo estavam Neil Alden Armstrong, Comandante da Missão; Michael Collins, Piloto do Módulo de Comando; e Edwin E. Aldrin, Jr., Lunar Module Pilot. O destino deles era o Mare Tranquillitatis, na Lua.

Neil Alden Armstrong, Michael Collins e Edwin E. Aldrin, Jr.,
tripulação de voo da Apollo 11, 16-23 de julho de 1969 (NASA)

O oxigênio líquido criogênico nos tanques de propelente do foguete resfriou o ar úmido da Flórida a ponto de formar gelo na pele dos tanques.

Saturno V AS-506 atinge impulso total (NASA)

A missão estava dentro do cronograma. Em T -6,1 segundos (13h31 53,9 UTC), o primeiro dos cinco motores F-1 foi ligado, seguido em rápida sucessão pelos outros. Quando os motores atingiram a potência máxima, os braços de contenção da almofada foram liberados. Primeiro movimento -10,47 m/s² (34,35 pés/s²) - 1,07 gs, foi detectado em T +0,3 segundos (13h32:00,3 UTC, 9h32:00,3 am, horário de verão do leste). O umbilical foi liberado em T +0,6 segundos. O Saturn V passou pela torre do pórtico e rolou em seu curso programado.

DECOLAR! A Apollo 11 (AS-506) é lançada do Complexo de Lançamento 39A, Centro Espacial Kennedy, Cabo Canaveral, Flórida, às 13h32h06 UTC, 16 de julho de 1969 (NASA)

O foguete Saturn V era um veículo de lançamento pesado movido a combustível líquido, de três estágios. Totalmente montado com o Módulo de Comando e Serviço Apollo, tinha 363 pés e 0,15 polegadas (110,64621 metros) de altura, da ponta da torre de escape até a parte inferior dos motores F-1. Totalmente carregado e abastecido, o AS-506 pesava 6.477.875 libras (2.938.315 kg).

A Apollo 11 sobe para longe da plataforma (NASA)

O primeiro estágio do Saturn V foi designado S-IC. Ele foi projetado para erguer todo o foguete a uma altitude de 220.000 pés (67.056 metros) e acelerar a uma velocidade de mais de 5.100 milhas por hora (8.280 quilômetros por hora). O palco S-IC foi construído pela Boeing no Michoud Assembly Facility, em New Orleans, Louisiana. Tinha 138 pés (42,062 metros) de altura, 33 pés e 1,2 polegadas (10,089 metros) de diâmetro e um peso vazio de 287.531 libras (130.422 quilogramas). 

Totalmente abastecido com 203.400 galões (770.000 litros) de RP-1 e 318.065 galões (1.204.000 litros) de oxigênio líquido, o estágio pesava 5.023.648 libras (2.131.322 quilogramas). Ele era impulsionado por cinco motores Rocketdyne F-1, que foram construídos pela Divisão Rocketdyne da North American Aviation, Inc., em Canoga Park, Califórnia.

Motores de primeiro estágio Rocketdyne F-1 do Saturn V funcionando, produzindo 7,5 milhões
de libras de empuxo. Gelo cai do foguete. Os braços de contenção estão se soltando (NASA)

Os cinco motores F-1 do estágio AS-506 S-IC produziram 7.552.000 libras de empuxo (33.593 kilonewtons). De acordo com o relatório de avaliação de voo pós-missão, “os níveis de desempenho dos motores F-1 durante o voo AS-506 mostraram os menores desvios de qualquer voo S-IC”. O motor central desligou em T +135,20 para limitar a aceleração do foguete, e os quatro externos foram desligados em T +161,63 segundos.

O segundo estágio do S-II foi construído pela North American Aviation, Inc., em Seal Beach, Califórnia. Ele tinha 24,87 metros de altura e o mesmo diâmetro do primeiro estágio. O segundo estágio do AS-506 pesava 79.714 libras (36.158 quilogramas), a seco, e 1.058.140 libras (479.964 quilogramas), abastecido. O propelente para o S-II era hidrogênio líquido e oxigênio líquido. O palco era movido por cinco motores Rocketdyne J-2, também construídos em Canoga Park. Cada motor produziu 232.250 libras de empuxo e, combinados, 1.161.250 libras de empuxo.

O terceiro estágio do Saturno V foi denominado S-IVB. Foi construído pela Douglas Aircraft Company em Huntington Beach, Califórnia. O S-IVB tinha 58 pés e 7 polegadas (17,86 metros) de altura e um diâmetro de 21 pés e 8 polegadas (6,604 metros). O terceiro estágio do AS-506 S-IVB tinha um peso seco de 24.852 libras (11.273 kg) e totalmente abastecido, pesava 262.613 libras (119.119 kg). O terceiro estágio tinha um motor J-2 que também usava hidrogênio líquido e oxigênio líquido como propulsor. Na primeira queima, o J-2 produziu 202.603 libras de empuxo (901,223 kilonewtons). O S-IVB colocaria o Módulo de Comando e Serviço na Órbita Terrestre Baixa, então, quando tudo estivesse pronto, o J-2 seria reiniciado para a injeção Trans Lunar. Nesta segunda queima, ele produziu 201.061 libras de empuxo (894.364 kilonewtons).

Módulo de Comando e Serviço da Apollo 11 CSM-107 sendo montado no SA-506 Saturn V
 no Edifício de Montagem de Veículos, abril de 1969 (NASA)

O Módulo de Comando/Serviço Apollo foi construído pela Divisão de Sistemas de Informação e Espaço da North American Aviation, Inc., em Downey, Califórnia. O Módulo de Comando e Serviço da Apollo 11, CSM-107, pesava 109.646 libras (49.735 kg).

O motor SPS era um AJ10-137, construído pela Aerojet General Corporation de Azusa, Califórnia. Queimou uma combinação de combustível hipergólico de Aerozine 50 e tetraóxido de nitrogênio, produzindo 20.500 libras de empuxo (91,19 kilonewtons). Ele foi projetado para uma queima de 750 segundos, ou 50 reinicializações durante um vôo.

O Módulo Lunar Apollo foi construído pela Grumman Aerospace Corporation para transportar dois astronautas da órbita lunar para a superfície e retornar. Houve uma etapa de descida e uma etapa de subida. O LM foi projetado apenas para operação no vácuo do espaço e foi gasto após o uso.

O LM tinha 23 pés e 1 polegada (7.036 metros) de altura com uma extensão máxima do trem de pouso de 31 pés (9.449 metros). Ele pesava 33.500 libras (15.195 kg). A espaçonave foi projetada para apoiar a tripulação por 48 horas, embora em missões posteriores, isso foi estendido para 75 horas.

O estágio de descida foi alimentado por um único motor de descida TRW LM. O LMDE usava combustível hipergoloco e era regulável. Ele produziu de 1.050 libras de empuxo (4,67 kilonewtons) a 10.125 libras (45,04 kilonewtons). O Ascent Stage foi equipado com um motor de ascensão Bell Aerospace Lunar Module. Isso também usava combustíveis hipergólicos. Ele produziu 3.500 libras de empuxo (15,57 kilonewtons).

13h33m06s UTC, T +1m06,3

Um minuto, seis segundos após a decolagem, a Apollo 11/Saturn V atingiu Mach 1 a uma altitude de 4 milhas (6,4 quilômetros). À medida que se torna supersônico, nuvens de condensação, chamadas de “coleiras de choque”, se formam em torno do segundo estágio do S-II.

13h34m30s UTC, T +2m30

A Apollo 11/Saturn V AS-506 acelera com todos os cinco motores Rocketdyne F-1 acesos. Conforme o foguete sobe através de uma atmosfera mais fina, os motores se tornam mais eficientes e o empuxo total para o primeiro estágio S-IC aumenta de 7.648.000 libras de empuxo para 9.180.000 libras de empuxo em cerca de T +1m23,0.

Para limitar a aceleração, um sinal pré-planejado para desligar o motor central é enviado em T +2m15,2 (Corte do motor central, “CECO”). Como o primeiro estágio queima combustível a uma taxa de 13 toneladas por segundo, o peso rapidamente diminuindo do Saturn V e a eficiência crescente dos motores F-1 podem fazer com que os limites de aceleração do veículo sejam excedidos.

Por T +2m30, o Saturn V atingiu uma altitude de 39 milhas (62,8 quilômetros) e está 55 milhas (88,5 quilômetros) downrange.

13h34m42,30s UTC, T +2m42,30

Às 13h34m42,30s UTC, 2 minutos e 42,30 segundos após o lançamento, o primeiro estágio S-IC da Apollo 11/Saturn V se apagou e foi descartado. A Apollo 11 atingiu uma altitude de 42 milhas (68 quilômetros) e uma velocidade de 6.164 milhas por hora (9.920 quilômetros por hora). Os cinco motores Rocketdyne F-1 queimaram 4.700.000 libras (2.132.000 kg) de oxigênio líquido e propelente RP-1.

Após a separação, o primeiro estágio S-IC continuou para cima em uma trajetória balística até aproximadamente 68 milhas (109,4 quilômetros) de altitude, alcançando seu ápice em T +4m29,1, e então caiu de volta para a Terra. Ele pousou no Oceano Atlântico a aproximadamente 350 milhas (563,3 quilômetros) a jusante.

16h16m16s UTC, T +02h44m16,2

Às 16h16m16s UTC, T +02h44m16.2, o motor de terceiro estágio da Apollo 11 S-IVB reacendeu para a manobra de injeção Trans Lunar. Um dos recursos necessários do motor Rocketdyne J-2 era sua capacidade de reiniciar uma segunda vez. 

O terceiro estágio foi usado pela primeira vez para colocar a espaçonave Apollo 11 na órbita da Terra e foi então desligado. Quando a missão estava pronta para prosseguir em direção à Lua, o J-2 foi reiniciado. Usando hidrogênio líquido e oxigênio líquido como propelente, o S-IVB da Apollo 11 queimou por 5 minutos, 41,01 segundos, com a espaçonave atingindo um máximo de 1,45 Gs pouco antes do motor desligar. O motor foi desligado em T +02h50m03,03s. A injeção Trans Lunar foi às 16h22m13a UTC.

Dezoito foguetes Saturn V foram construídos. Eles foram as máquinas mais poderosas já construídas pelo homem.