Il Piccolo Joe

Little Joe II pronto al lancio

Una volta assicuratasi il contratto per la realizzazione del CSM, la North American si trovò tra le prime attività a pianificare con gli ingegneri della NASA un piano di test relativo al LES; un piano di test che avrebbe fatto uso di modelli del CSM per eseguire test strutturali e di funzionamento del sistema di abort. Una figura chiave in questa fase fu Alan Kehlet, un ingegnere della NASA che poi passò alla North American che propose di adattare il sistema già usato per i test analoghi della Mercury: in questo caso era stato utilizzato un piccolo razzo, denominato Little Joe, dotato di un insieme di razzi a propellente solido e stabilizzato tramite semplici superfici aerodinamiche. Dopo aver valutato la possibilità di riutilizzare lo stesso razzo (con un adattatore per poter agganciarci il più grosso CSM), venne ideato un nuovo razzo, una versione ‘allargata’, il Little Joe II.

Lo scopo di questo razzo era quello di spingere un modello (boilerplate) del CSM lungo una traiettoria con le caratteristiche di velocità e altitudine raggiunte dal Saturn V nei primi minuti del lancio e verificare che il comportamento del LES fosse quello desiderato. Con questo sistema i test risultarono semplici e poco costosi. Nel Maggio 1962 la Convair Division della General Dynamics venne scelta per costruire il Little Joe II. La produzione del primo esemplare iniziò nell’Agosto dello stesso anno. A Luglio del 1963 il primo razzo veniva consegnato alla NASA.

A parte il nome c’era ben poco in comune tra i due Little Joe: il secondo della specie aveva superfici aerodinamiche diverse, un corpo corrugato e la capacità (sfruttata nel corso dei test) di poter utilizzare un proprio sistema di guida. Entrambi fecero uso di un gruppo (cluster) di motori a propellente solido che potevano essere utilizzati in diverse configurazioni.

Il programma venne condotto sotto la direzione del Manned Spacecraft Center (l’attuale Johnson Space Center) a Houston, Texas con la partecipazione dei due principali fornitori, la Convair e la North American. Il White Sands Missile Range nel New Mexico fu il luogo dove venne realizzato il programma di test: tra i servizi offerti da questo poligono c’erano il tracciamento con telecamere e radar dei lanci, la telemetria e la visualizzazione dei dati in tempo reale, un team dedicato alle operazioni di recupero e la sicurezza data dal totale isolamento in mezzo al deserto.

La sequenza dell’esplosione durante la missione A-003

In totale Little Joe II è stato utilizzato per 5 voli (ovviamente senza equipaggio) tra il 1963 e il 1966: come detto, lo scopo principale era verificare le performance del LES. Vennero in realtà sfruttati questi lanci anche per collaudare i paracadute del CM. I test erano di tre tipi: (1) abort da terra, in cui si simulava una condizione di abort sul launch pad prima del lancio, (2) in condizioni di massima pressione dinamica (MaxQ), in cui si simulava una condizione di abort poco dopo il lancio e (3) ad alta quota. Il primo lancio, il 28 Agosto 1963, fu un lancio di collaudo del Little Joe II che aveva come carico utile un modello in alluminio del CM con il LES agganciato ad esso. Nel corso del quarto lancio, il razzo andò veramente fuori controllo e la manovra di abort non fu simulata ma reale (e si concluse con un successo pieno). L’ultimo lancio avvenne il 20 Gennaio 1966: il carico utile era un boilerplate di un CSM Block I, il CSM-002.

Come detto le dimensioni di Little Joe II vennero scelte in primis per adattarsi perfettamente al CSM e poi per avere spazio (in particolare in lunghezza) per i motori Algor. La stabilità (almeno nei primi lanci) venne garantita ricorrendo ad adeguate superfici aerodinamiche. In tutto il razzo arrivava a pesare quasi 100 tonnellate, compresi 36 t di peso utile. I motori Algor, fino ad un totale di 7, potevano essere avviati utilizzando determinate sequenze con la possibilità di simulare diverse condizioni ed ottenere prestazioni di spinta differenti. Una spinta supplementare poteva all’occorrenza essere fornita dall’installazione di un altro tipo di razzi, i Recruit (sempre alimentati da propellente allo stato solido).

Little Joe II – Specifiche
Spinta da 49 a 1766 kN
Lunghezza 10.1 m senza CM/SM/LES
Lunghezza 26.2 m con CM/SM/LES
Diametro 3.9 m
Peso da 25900 a 80300 kg
Propellente solido
Autonomia ~50 s

Motore Algol
Spinta 465 kN
Lunghezza 9.1 m
Diametro 1 m
Peso a pieno carico 10180 kg
Peso a vuoto 1900 kg
Propellente solido
Autonomia 40 s

Motore Recruit (Thiokol XM19)
Spinta 167 kN
Lunghezza 2.7 m
Diametro 0.23 m
Peso 159 kg
Propellente solido
Autonomia 1.53 s

La struttura del Little Joe II era costituita da pannelli di alluminio corrugato fissati a 3 anelli interni. Il ricorso ai pannelli corrugati permise di ottenere una buona resistenza strutturale senza ricorrere ad elementi aggiuntivi, costosi soprattutto in termini di peso. Ogni sezione del razzo era costituita da 12 pannelli, ciascuno ampio 10 corrugazioni. I tre anelli interni fungevano anche da supporto per i motori; l’anello inferiore era chiuso da un paratia che presentava 7 fori del diametro di circa 92 cm da cui fuoriuscivano appunto i motori Algor o Recruit (tramite un adattatore). A questo anello e a quello intermedio erano fissate le superfici aerodinamiche. L’anello superiore era anch’esso chiuso da una paratia, serviva da supporto per i motori anch’esso e qui (equipment compartment) veniva posizionata una grossa parte dell’elettronica di bordo, accessibile attraverso tre aperture ricavate nei pannelli esterni.

L’interno del razzo (quando si trovava sul launch pad) veniva raffreddato da un sistema di aria condizionata; delle manichette venivano collegate a due piccole porte ricavare nella parte bassa del razzo e ad un’altra ricavata vicino all’equipment compartment.

La versatilità del Little Joe II era principalmente nella configurazione dei suoi motori che poteva essere variata a seconda dei requisiti del volo: si potevano utilizzare 7 motori Algor oppure rimpiazzarne alcuni con i Recruit. I Recruit (e alcuni degli Algor) venivano usati come “booster stage”, i motori accesi al momento del lancio; altri Algor potevano ritardare la loro accensione per simulare una spinta da “upper stage” Anche la sequenza di accensione dei vari motori poteva servire per simulare determinate sollecitazioni sul boilerplate e sul LES. Un lancio del Little Joe II avveniva in modo molto rapido se confrontato con quello di un Saturn V.

Lo schema di
Little Joe II

Vennero prodotte due versioni del Little Joe II. La Serie 12-50 non era dotato di sistema di guida ed utilizzava le sole alette (fisse) per stablizzarne la traiettoria. La Serie 12-51 aveva invece l’Aerodynamic Control System (ACS) che utilizzava alette mobili dotate di elevoni e, in alcuni casi, un suo Reaction Control System che utilizzava razzi al perossido d’idrogeno ospitati in alcune carenature poste attorno agli attacchi delle alette stabilizzatrici. L’ACS permetteva ai razzi della Serie 12-51 di eseguire manovre di beccheggio prima dell’aborto per incrementare ulteriormente la pressione dinamica sul veicolo di test. L’RCS veniva usato al momento del liftoff e ad alta quota dove le superfici aerodinamiche erano inefficaci.

La superficie esterna del razzo venne lasciata del suo colore alluminio naturale. La dicitura “UNITED STATES” venne realizzata in nero. Nel caso dei razzi della serie 12-51 la base venne ricoperta da uno strato di gomma al silicone bianca per motivi di protezione termica.

Fortunatamente il lavoro svolto dal Little Joe II per validare il funzionamento del LES risultò alla fine inutile (nessun lancio Apollo dovette ricorrere ad un abort). Penso però che sapere che nel deserto del New Mexico, il Piccolo Joe aveva svolto il suo lavoro con successo sia stato motivo di tranquillità per gli astronauti nei momenti del lancio.

2 Risposte to “Il Piccolo Joe”

  1. Test poco costosi… secondo i parametri del Progetto Apollo.

  2. raghnor Says:

    Sicuramente. Per inquadrare meglio i livelli di spesa (in attesa che mi decida a pubblicare qualcosa anche io) ti rimando a questo post del blog di Paolo Attivissimo, Complotti Lunari. Sempre che tu non lo abbia ancora letto …

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