Richard Battin y John Houbolt

20/12/2014 0 comentarios
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Una breve entrada para rendir tributo a dos héroes poco conocidos del programa Apollo que nos han dejado este año.

No quería despedir el año sin recordar a dos personas que fueron clave en el éxito del programa Apollo y que nos han dejado este año. No son conocidos para el gran público por no ser astronautas ni haber formado parte del equipo de controladores de vuelo durante las misiones Apollo pero su relevancia en el éxito de este programa fue inconmensurable.

Richard H. Battin

Richard H. Battin, ingeniero eléctrico y doctor en matemática aplicada, como Director de Guiado Espacial y Análisis del Laboratorio de Instrumentación del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), fue la figura clave en el diseño de los conceptos de guiado, navegación y control, y del software de vuelo de las misiones Apollo, tanto a bordo del módulo de mando como del módulo lunar. El Laboratorio de Instrumentación del MIT, que más tarde pasó a llamarse Laboratorio Charles Stark Draper, fue el encargado de desarrollar las computadoras de Apollo, el interfaz de la tripulación con la computadora, el llamado DSKY (Display and Keyboard Assembly), y el software de vuelo.

Es difícil de concebir ahora, pero desarrollar los algoritmos y el software requerido para las misiones Apollo en las condiciones tecnológicas de la época, para una computadora de a bordo con palabras de 16 bits, con una memoria RAM de 2048 palabras, con 36864 palabras de ROM, y que no debía ocupar más de 2 pies cúbicos (acabó ocupando un pie cúbico y pesando 70 libras, casi 32 kg), fue una auténtica proeza en la historia de la ingeniería. Para poner esto en perspectiva, cuando comenzaron los diseños del software para Apollo, la palabra 'software' aún no estaba inventada y, de hecho, esa tarea no era aún reconocida generalmente con el prestigio que merecía por parte de ingenieros y directivos dedicados a otras áreas de diseño. Cuenta Battin que cuando le contó a su mujer que estaba a cargo del diseño del software de Apollo, ésta le pidió que no lo contara a los amigos. Se entendía culturalmente que los 'hombres de verdad' no se dedicaban al software sino al hardware. George Mueller, Administrador Asociado para Vuelos Espaciales Tripulados de la NASA en aquel tiempo, sí reconoció desde el primer momento la enorme relevancia que se debía dedicar desde todos los estamentos a este área de diseño. Se cuenta que tenía el símbolo '-' (signo 'menos') enmarcado en la pared de su oficina para que nadie olvidara la importancia del software de vuelo. Fue precisamente la falta de ese símbolo en el software de la Mariner I lo que había causado la pérdida de esta nave en su misión a Venus en 1962.

Todo el software de vuelo a bordo de las misiones Apollo, desde el primer vuelo guiado no tripulado del Apollo-Saturn 202, en agosto de 1966, hasta la misión Apollo-Soyuz en 1975, pasando por todas las misiones lunares y las tres misiones SkyLab, fue desarrollado bajo el liderazgo de Richard Battin y su éxito se debe en gran medida a sus innovadoras contribuciones técnicas. El software de vuelo nunca supuso una causa de retraso en ninguna de estas misiones y nunca falló, ni una sola vez, en ninguna de ellas. El equipo de control de calidad nunca pudo, de hecho, calcular el tiempo medio entre fallos en la computadora de vuelo ya que eso requería dividir entre cero.

Richard Battin se retiró de los Laboratorios Draper en 1987 para pasar a ser profesor de astrodinámica en el Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT, puesto que ocupó hasta 2010. Battin se erige como un gigante y una leyenda entre aquellos que han contribuido al desarrollo tecnológico en el campo del guiado, la navegación y el control de misiones espaciales. Richard Battin murió en febrero de este año a los 88 años.

Richard H. Battin impartiendo una conferencia en enero de 2009.

John C. Houbolt

Cuando el Presidente Kennedy encomendó a la NASA el objetivo de llegar a la Luna antes de que acabara la década, las arquitecturas de vuelo que barajaba la NASA para llevar a cabo esa misión eran dos, llamadas 'ascenso directo' y 'encuentro en órbita terrestre'.

La arquitectura de ascenso directo (direct ascent) implicaba la no existencia de maniobra alguna de encuentro y atraque entre naves a lo largo de toda la misión. Esto requería el lanzamiento de un cohete gigante llamado Nova (más grande y poderoso que el cohete Saturno V que acabó siendo usado) que debería ser lanzado directamente hacia la Luna y que se iría desprendiendo paulatinamente de las etapas que se fueran consumiendo a lo largo de toda la misión. Una vez en la Luna, lo que quedara del segmento lanzador-nave debería frenar su llegada y alunizar para luego ser lanzada desde allí la parte que habría de regresar a la Tierra. El ascenso directo era una opción basada en la fuerza bruta en la que se evitaba llevar a cabo maniobras de encuentro y atraque. Cuando este concepto se propuso, todavía no se había volado ningún ser humano al espacio, por lo que las maniobras de encuentro y atraque en el espacio no se consideraban tan viables como se pudieron considerar un tiempo después. Sin embargo, el coste y la complejidad de desarrollo de un lanzador capaz de todo esto eran enormes. Después de un tiempo, se pudo ver que esta opción no era realista.

La alternativa entonces era la arquitectura de encuentro en órbita terrestre (Earth-orbit rendezvous, EOR), mediante la que se venía a desdoblar el lanzamiento único de Nova, del concepto de ascenso directo, en dos lanzamientos un tanto más pequeños llevados a cabo por dos cohetes Saturno. Uno de ellos portaría la nave que habría de posarse en la Luna y volver a la Tierra, mientras que el otro transportaría el combustible necesario para que esta nave pudiera completar todas las etapas de su vuelo. Ambos módulos atracarían en órbita alrededor de la Tierra, una opción considerada más segura que un encuentro y atraque más allá de la Tierra, y partirían como una sola nave hacia la Luna. Esta opción gozaba de apoyo en parte porque la capacidad de atracar módulos en órbita terrestre se apreciaba como de gran utilidad más allá del programa Apollo, especialmente para construir una futura estación espacial. Sin embargo, la opción EOR también presentaba grandes desafíos en su desarrollo pero, de las dos opciones que se consideraban, era la que presentaba una mayor viabilidad.

Mientras tanto, dos grupos de trabajo en el Centro Langley de la NASA en Virginia, el Lunar Mission Steering Group, dirigido por Clinton E. Brown, y el Rendezvous Committee, dirigido por Dr. John C. Houbolt, trabajaban en distintos análisis relativos a conceptos de misiones lunares. Cuando compartieron sus ideas, pudieron comprobar que existía una tercera posibilidad que era la que más sentido tenía por su eficiencia: el encuentro en órbita lunar, o Lunar-orbit rendezvous (LOR), la cual acabó siendo la arquitectura utilizada en las misiones lunares Apollo ya que requería un único lanzamiento de un cohete Saturno V. Por esta opción, el segmento formado por el módulo lunar y por el vehículo de retorno a la Tierra, el llamado módulo de mando y servicio, eran lanzados a la Luna por un único cohete Saturno V. Una vez en órbita lunar, el módulo lunar se separaba del módulo de mando y servicio e iniciaba su descenso a la superficie. Una vez acabadas las tareas de exploración, la tripulación, a bordo de la etapa de ascenso del módulo lunar, ascendía al encuentro del módulo de mando y servicio que lo esperaba en órbita lunar. Una vez atracados, la etapa de ascenso del módulo lunar se desprendía y el módulo de mando y servicio regresaba a la Tierra. LOR involucraba un encuentro y atraque en órbita lunar pero requería muchísimo menos combustible y, por tanto, una capacidad sustancialmente menor de lanzamiento desde la Tierra.

En diciembre de 1960, antes aún de que Kennedy hubiera hecho su famoso discurso y antes incluso de que ningún ser humano hubiera viajado al espacio, el concepto LOR ya había sido desarrollado teóricamente como parte de estudios preliminares sobre técnicas de vuelos espaciales pero no recibía gran atención al ser considerado demasiado complicado, arriesgado y un tanto exótico. Los distintos comités que hasta 1962 evaluaron las opciones existentes para los vuelos lunares se decantaron abiertamente por el EOR frente al ascenso directo, sin apenas prestar atención ni consideración al LOR.

Todo esto, sin embargo, no detuvo a John Houbolt a la hora de intentar hacer ver a la NASA las bondades que representaba la arquitectura LOR, resistiéndose a que sus ventajas fueran pasadas por alto. John Houbolt estaba convencido, al igual que otros en Langley, de que LOR no era la manera más viable de llegar a la Luna y de cumplir con el mandato presidencial, sino que era la única manera de lograrlo. Después de haber expuesto la opción LOR en diversas ocasiones y a distintos niveles, Houbolt pensaba que las reglas en las que la NASA estaba basando sus decisiones no permitían apreciar todas las ventajas que ofrecía LOR y veía cómo este concepto no llegaba a tener la visibilidad suficiente como para que pudiera ser considerado y evaluado de forma justa.

En noviembre de 1961, un tenaz Houbolt decidió saltarse las formalidades jerárquicas y los canales establecidos, y envió una carta de nueve páginas directamente al Administrador Asociado de la NASA, el Dr. Robert C. Seamans "soy consciente de que contactarle de esta manera es algo inortodoxo... pero lo que está en juego es tan crucial para todos que esta línea de acción creo que está justificada". En la carta, Houbolt protestó que el ascenso directo o el EOR recibieran tanta atención dadas sus obvias y considerables dificultades técnicas mientras que LOR era desestimado sin más a pesar de sus enormes ventajas. Houbolt estaba convencido de que no se llegaría a la Luna antes de que acabara la década si no se utilizaba el concepto LOR y planteaba a Seamans una pregunta desafiante "¿queremos ir a la Luna o no?".

Dos semanas después, Seamans le contestó admitiendo que era, efectivamente, muy perjudicial para la NASA y para el país si la voz de su personal cualificado se viera excesivamente limitado por pautas de actuación restrictivas y prometió a Houbolt que la opción LOR recibiría más atención y sería adecuadamente evaluada. Seamans fue fiel a su palabra y el LOR pasó así de ser una idea que apenas tenía visibilidad dentro de la organización a ser reconocida como la opción que ofrecía más garantías, ganando finalmente el favor de todos los estamentos. Después de intensos debates, el 11 de julio de 1962, el Administrador de la NASA, James E. Webb, y el mismo Seamans anunciaban en una rueda de prensa en Washington D.C. que LOR había sido la arquitectura elegida para ir a la Luna.

Es difícil saber qué habría sucedido de haberse elegido EOR como el método para ir a la Luna. Personalmente, creo que el LOR se habría impuesto con el tiempo por ser obvias las ventajas que ofrecía; sin embargo, de no haber sido por Houbolt, creo que la NASA habría avanzado durante un tiempo por un camino erróneo hasta que hubiera rectificado. Es difícil saber cuánto tiempo habría transcurrido y cómo habría afectado todo esto al programa pero resulta evidente que a la hora de cumplir con el mandato presidencial de llegar a la Luna antes de que acabara la década, un simple retraso de unos cuantos meses habría sido suficiente para que este objetivo no se hubiera podido cumplir. En cualquier caso, el centro Langley de la NASA, con Houblt y otros, contribuyó de forma clave al éxito de Apollo al ser los proponentes de la arquitectura LOR que se acabó utilizando finalmente en el programa lunar pero, de todos ellos, la gran tenacidad de John Houbolt fue indispensable para que esta opción viera la luz a tiempo. John Houbolt murió el pasado abril a los 95 años.

John Houbolt explicando la arquitectura LOR.