thumb|175px| Programul Gemini a fost al doilea program spațial cu echipaj uman al NASA (după programul Mercury). Au fost zece zboruri spațiale cu om la bord în perioada 1965 - 1966.
Obiectivul misiunii Gemini a fost dezvoltarea tehnicilor de călătorie spațială pentru a sprijini programul Apollo de a trimite astronauți pe Lună. Procedând astfel, Statele Unite a permis să recupereze și să depășească avantajul obținut de Uniunea Sovietică în ceea ce privește capacitatea de zbor spațial uman în primii ani ai Cursei Spațiale, demonstrând o rezistență a misiunii de până la puțin sub 14 zile, mai mult decât cele opt zile necesare pentru o călătorie dus-întors pe Lună; metode de efectuare a activități extravehiculare (AEV) fără oboseală; și manevrele orbitale necesare pentru a realiza întâlnirea și andocarea cu o altă navă spațială. Acest lucru a permis programul Apollo să își urmeze misiunea principală fără a pierde timp dezvoltând aceste tehnici.
Categorie:Programe NASA
Originile și obiectivele programului
thumb|Project Gemini - Mission Concept (1960) - Film informativ oficial NASA. Totul începe cu Programul Apollo care a fost conceput la începutul anului 1960 ca o navă spațială cu trei oameni, care să urmeze Programul Mercury. Jim Chamberlin, șeful departamentului de inginerie de la Space Task Group (STG), a fost însărcinat în februarie 1961 să înceapă să lucreze la un program de legătură între Mercury și Apollo. El a prezentat două versiuni inițiale ale unei nave spațiale cu doi oameni, denumită pe atunci Mercury Mark II. Machete la scară au fost prezentate în iulie 1961 la birourile McDonnell Aircraft Corporation din St. Louis.
După ce Apollo a fost însărcinat să trimită oameni pe Lună de către președintele John F. Kennedy pe 25 mai 1961, oficialilor NASA le-a devenit evident că o continuare a Programului Mercury va fii necesară pentru a dezvolta anumite capacități de zbor spațial în sprijinul Programului Apollo. NASA a aprobat programul cu doi oameni redenumit "Programul Gemini" (latină pentru „gemeni”), cu referire la a treia constelație a Zodiacului cu stelele sale gemene Castor și Pollux, pe 7 decembrie 1961. McDonnell Aircraft a fost contractat pentru a-l construi pe 22 decembrie 1961. Programul a fost anunțat public pe 3 ianuarie 1962, cu următoarele obiective majore: Să demonstreze rezistența oamenilor și a echipamentelor în zborurile spațiale pentru perioade lungi de timp, cel puțin opt zile necesare pentru o aselenizare, până la maximum două săptămâni Să efectueze întâlnire spațială și andocarea cu un alt vehicul și pentru a manevra nava spațială combinată folosind sistemul de propulsie al vehiculului țintă Pentru a demonstra Activitatea extravehiculară (AEV), sau „plimbările” spațiale în afara navei spațiale și pentru a evalua capacitatea astronauților de a îndeplini sarcini acolo Pentru a perfecționa tehnicile de reintrare în atmosferă și aterizare într-o locație preselectată
Echipa
Chamberlin a proiectat capsula Gemini, care transporta un echipaj de doi astronauți. Anterior, el a fost principalul aerodynamicist al programului canadian de interceptor Avro Canada CF-105 Arrow. După anularea programului Arrow, Chamberlin s-a alăturat NASA împreună cu alți 25 de ingineri seniori de la Avro și a devenit șeful diviziei de inginerie a Grupului de Lucru Spațial al SUA, responsabil de programul Gemini. Contractorul principal a fost McDonnell Aircraft Corporation, care fusese și contractorul principal pentru capsula Project Mercury.
Astronautul Gus Grissom a fost foarte implicat în dezvoltarea și proiectarea navei spațiale Gemini. Ceea ce ceilalți astronauți din programul Mercury numeau în glumă „Gusmobile” a fost proiectat atât de mult după corpul lui Grissom, care avea 1,68 m înălțime, încât atunci când NASA a descoperit în 1963 că 14 din cei 16 astronauți nu încăpeau în navă, interiorul a trebuit reproiectat. În cartea sa publicată postum în 1968, Gemini!, Grissom a scris că realizarea faptului că Project Mercury se apropia de sfârșit și că era puțin probabil să mai zboare în acel program l-au determinat să își concentreze toate eforturile asupra noului program Gemini.
Programul Gemini a fost administrat de Centrul pentru Nave Spațiale cu Echipaj Uman, aflat în Houston, Texas, sub coordonarea Biroului pentru Zboruri Spațiale cu Echipaj Uman din cadrul NASA, cu sediul în Washington, D.C. Dr. George E. Mueller, administrator asociat al NASA pentru zborurile spațiale cu echipaj uman, a fost director interimar al programului Gemini. William C. Schneider, director adjunct pentru operațiuni de misiune, a fost director de misiune pentru toate zborurile Gemini începând cu Gemini 6A.
Guenter Wendt a fost un inginer McDonnell care a supravegheat pregătirile de lansare atât pentru programele Mercury, cât și Gemini, iar mai târziu a făcut același lucru pentru programul Apollo. Echipa sa era responsabilă de finalizarea procedurilor complexe de pregătire a rampei de lansare chiar înainte de decolarea navei spațiale. El era ultima persoană pe care astronauții o vedeau înainte de închiderea trapei. Astronauții apreciau faptul că își asuma întreaga autoritate și responsabilitate pentru starea navei spațiale și aveau o relație prietenoasă și plină de umor cu el.
Nava spațială
În 1961, NASA a ales McDonnell Aircraft, compania care construise și capsula Project Mercury, pentru a construi capsula Gemini. Prima capsulă a fost livrată în 1963. Nava spațială avea o lungime de și o lățime de , iar masa la lansare varia între .
Capsula echipajului Gemini (numită Modulul de Reintrare) era practic o versiune mai mare a capsulei Mercury. Spre deosebire de Mercury, retro-rachetele, sistemele electrice, sistemele de propulsie, rezervoarele de oxigen și apă erau amplasate într-un Modul Adapter detașabil, aflat în spatele Modulului de Reintrare și care se distrugea la reintrarea în atmosferă. O îmbunătățire importantă a fost organizarea sistemelor interne în module separate, care puteau fi testate și înlocuite individual fără a afecta alte componente deja verificate.
Modulul de reintrare
Multe componente ale capsulei puteau fi accesate prin mici uși de întreținere. Spre deosebire de Mercury, Gemini folosea electronice complet bazate pe tranzistori (fără tuburi electronice), iar designul modular făcea reparațiile mai ușoare.
Sistemul de evacuare de urgență al Gemini nu folosea un turn de salvare cu rachetă cu combustibil solid, ci scaune ejectabile asemănătoare celor din avioanele militare. Turnul de salvare era greu și complicat, iar inginerii NASA considerau că nu era necesar deoarece combustibilul hipergolic al rachetei Titan II ar fi ars imediat la contact. Dacă Titan II exploda, efectele erau mai mici decât la rachetele Atlas sau Saturn, alimentate criogenic. Scaunele ejectabile erau considerate suficiente pentru a îndepărta astronauții de vehiculul defect. La altitudini mai mari, unde acestea nu puteau fi folosite, astronauții urmau să revină pe Pământ în interiorul navei spațiale, după separarea de rachetă.
Principalul susținător al folosirii scaunelor ejectabile a fost Chamberlin, care nu apreciase niciodată turnul de salvare al programului Mercury și dorea o alternativă mai simplă și mai ușoară. El a analizat mai multe filmări cu eșecuri ale rachetelor Atlas și Titan II pentru a estima dimensiunea mingii de foc produse de o explozie și a concluzionat că Titan II ar genera o explozie mai mică, ceea ce făcea posibilă utilizarea scaunelor ejectabile.
Maxime Faget, proiectantul sistemului de evacuare al capsulei Mercury, era mult mai puțin încântat de această soluție. El considera că scaunele ejectabile puteau răni grav astronauții și că puteau fi folosite doar aproximativ 40 de secunde după lansare. După acest moment, racheta atingea viteza Mach 1, iar ejectarea nu mai era posibilă. De asemenea, era îngrijorat că astronauții ar putea trece prin jetul de gaze fierbinți al rachetei dacă s-ar ejecta în timpul zborului. Mai târziu a spus: „Cel mai bun lucru la Gemini a fost că nu a trebuit niciodată să folosească sistemul de evacuare.”
Sistemul de ejectare Gemini nu a fost niciodată testat cu cabina presurizată cu oxigen pur, așa cum era înainte de lansare. În ianuarie 1967, incendiul fatal al misiunii Apollo 1 a demonstrat cât de periculos este un astfel de mediu în caz de incendiu.
Gemini a fost prima navă spațială cu echipaj care a avut un computer la bord, numit Gemini Guidance Computer, folosit pentru controlul și gestionarea manevrelor. Acest computer cântărea și avea o memorie de 4096 adrese.
Spre deosebire de Mercury, Gemini folosea radar în timpul zborului și un orizont artificial, asemănător celor utilizate în aviație.
La fel ca Mercury, Gemini folosea un joystick pentru controlul rotației navei (yaw, pitch și roll). În plus, Gemini permitea și controlul deplasării navei înainte, înapoi, sus, jos și lateral prin două manete în formă de T. Acest lucru a făcut posibilă întâlnirea și andocarea cu alte nave spațiale, o tehnologie esențială pentru misiunile viitoare.
Planul inițial era ca Gemini să aterizeze pe uscat folosind o aripă Rogallo în locul unei parașute. Astronauții ar fi controlat direcția de deplasare a vehiculului. În cele din urmă, această idee a fost abandonată și au fost folosite parașute pentru amerizare, la fel ca în programul Mercury.
Adaptor Modular
Modulul Adapter era împărțit în Modulul Retro și Modulul de Echipamente.
Modulul Retro
Acesta conținea patru retro-rachete solide TE-M-385 Star-13E. La reintrarea în atmosferă, acestea erau activate una câte una pentru a încetini nava și a o scoate de pe orbită.
Modulul de Echipamente
Gemini era echipat cu un Sistem de Control al Atitudinii și Manevrelor Orbitale (OAMS), care includea 16 mici motoare pentru controlul deplasării și orientării navei în spațiu.
Aceste sisteme permiteau schimbarea altitudinii și a înclinației orbitei, realizarea întâlnirilor cu alte nave și andocarea la Vehiculul Țintă Agena (ATV), care avea propriul motor de rachetă pentru modificări orbitale mai mari.
Primele misiuni își obțineau energia electrică din baterii, însă misiunile mai lungi au folosit primele pile de combustie instalate pe o navă spațială cu echipaj.
În unele privințe, Gemini era chiar mai avansată decât Apollo, deoarece dezvoltarea programului Apollo începuse cu aproape un an mai devreme. Datorită caracteristicilor inspirate din avioanele de vânătoare și influenței lui Gus Grissom asupra proiectării, Gemini a primit porecla de „nava pilotului”.
În această perioadă, programul spațial american cu echipaj a început să își demonstreze clar superioritatea față de cel sovietic prin zboruri de lungă durată, întâlniri și andocări orbitale și activități extravehiculare (EVA).
În același timp, Uniunea Sovietică dezvolta nava spațială Soyuz, destinată transportului cosmonauților spre Lună, însă problemele tehnice și politice au dus în final la abandonarea programului sovietic de aselenizare cu echipaj.
Vehiculul de lansare
Titan II a intrat în serviciu în 1962 ca a doua generație de rachete balistice intercontinentale (ICBM) ale Forțelor Aeriene ale SUA, fiind destinată să înlocuiască racheta Atlas.
Prin utilizarea combustibililor hipergolici, racheta putea fi depozitată pentru perioade mai lungi și putea fi pregătită rapid pentru lansare. În plus, avea un design mai simplu și mai puține componente decât Atlas. Singurul dezavantaj important era că amestecul de combustibil (tetroxid de azot și hidrazină) era extrem de toxic în comparație cu combinația de oxigen lichid și RP-1 folosită de Atlas.
Totuși, Titan II a întâmpinat dificultăți semnificative în procesul de certificare pentru transportul echipajelor umane, din cauza problemelor timpurii cu fenomenul numit oscilație pogo. Acest fenomen producea vibrații puternice ale rachetei în timpul zborului, ceea ce putea pune în pericol atât vehiculul, cât și astronauții.