Sammanfattning

Mercury-programmet var det första mänskliga rymdprogrammet i USA. Programmet genomfördes av NASA mellan 1959 och 1963 och omfattade tjugo automatiska testflygningar med eller utan människor och sex flygningar med astronauter i rymden. Huvudsyftet med programmet var att för första gången i världen skicka ut en människa i rymden och att gå om Sovjetunionen i rymdkapplöpningen. Målen ändrades senare när Sovjet tog ledningen med Vostokprogrammet och president John F. Kennedy tillkännagav Apolloprogrammet. Från och med då utformades Mercuryprogrammet för att maximera rymdupplevelsen.

Programmet inleddes i oktober 1958, med ett första informellt tillkännagivande om arbetets början (fortfarande endast inom NASA) den 7 oktober 1958 av T. Keith Glennan, direktör för den nybildade rymdstyrelsen, och det formella tillkännagivandet till den amerikanska allmänheten den 17 december 1958.

Omedelbart efter det att programmet offentliggjordes internt utarbetades kraven på utrustning, infrastruktur och framtida astronauter, och leverantörerna för programmet valdes ut (i den amerikanska modellen konstruerades och tillverkades utrustningen av privata företag på kontraktsbasis). Tidsplanen för testflygningarna fastställdes också. Två huvudtyper av flygningar planerades: suborbitala flygningar och flygningar i omloppsbana. Man valde också hårdvara för de två typerna av rymdflygningar. För båda flygprofilerna valdes den nyutvecklade McDonnell Mercury-rymdfarkosten, Redstone-raketen för suborbitala flygningar och Atlas-raketen för rymdfärder i omloppsbana.

Programmets huvudmål uppnåddes inte, eftersom världens första astronaut var Jurij Gagarin ombord på Vostok-1 den 12 april 1961 - NASA skickade alltså inte ut den första människan i rymden - och Alan Shepard, som sköts upp den 5 maj med Mercury-Redstone-3, blev inte den första människan, utan bara den första amerikanen som åkte ut i rymden. Senare gjorde John Glenns Mercury-Atlas-6 den första flygningen i omloppsbana (den första "riktiga rymdfärden" i allmänhetens ögon) den 20 februari 1962. Ytterligare tre flygningar genomfördes, med Gordon Coopers Mercury-Atlas-9 den 15 maj 1963 som höjdpunkt.

Redan efter den första bemannade flygningen omvandlades Mercuryprogrammet till ett rymdupplevelseprogram som förberedelse för månlandningen, som efter att ha fullgjort sina uppgifter fortsatte i Geminiprogrammet.

Rymdkapplöpningen och det kalla kriget

Efter andra världskriget förenades de tidigare allierade makterna och länderna runt omkring dem i två politiska block, och en politisk och militär konfrontation, det så kallade kalla kriget, uppstod. Denna konfrontation kunde dock inte lösas genom direkta militära aktioner, dels på grund av minnet av krigets förödelse, dels på grund av hotet om kärnvapen, och därför tog vardera sidan, utöver bakgrundsrustningen och den avskräckning som bygger på den och ingripandet i mindre lokala krig, varje tillfälle i akt att framhäva sitt lands eller politiska blocks ledarskap och överlägsenhet. Sådana områden var bland annat idrottsliga och vetenskapliga prestationer. När den tekniska vetenskapen hade nått ett sådant utvecklingsstadium att det inte längre var en fiktion (eller science fiction) att nå yttre rymden, meddelade USA och Sovjetunionen att de skulle bli de första att försöka nå yttre rymden. Med detta steg hade rymdforskningen redan innan den föddes blivit en del av det kalla kriget, ett verktyg för det kalla kriget.

Den 29 juli 1955 meddelade USA:s president Dwight D. Eisenhower genom sin talesman att hans land skulle sända upp en satellit inom ramen för det internationella geofysiska året. Som svar på detta utfärdade Sovjetunionens centralkommittés presidium den 8 augusti 1955 ett hemligt beslut om att börja utveckla satelliter. Så började rymdkapplöpningen.

"Sputnik-krisen"

Det internationella geofysiska året pågick från den 1 juli 1957 till den 31 december 1958, och Förenta staterna förberedde sig för att uppfylla presidentens tillkännagivande om att lansera världens första satellit med Vanguard-programmet. Men Sovjetunionen sköt oväntat upp Sputnik-1, världens första rymdinstrument, den 4 oktober 1957, utan något officiellt tillkännagivande, före de amerikanska försöken. I USA tolkades detta nästan som en krigsförklaring (Sovjets verkliga budskap när de satte satelliten i omloppsbana var att om vi kunde få ett objekt runt jorden kunde vi nå vilken punkt som helst på jorden, vi kunde bomba vilken punkt som helst på jorden).

Den amerikanska allmänheten såg den sovjetiska satellitflygningen som ett nederlag som liknade Pearl Harbor-attacken, och pressen krävde omedelbar vedergällning av regeringen. För att öka den amerikanska regeringens bekymmer var uppskjutningen av sonden Vanguard, som skulle bli världens första satellit, ett spektakulärt misslyckande (raketen exploderade på startplattan) under en offentlig TV-sändning. President Eisenhower (som tidigare inte hade visat något intresse för rymdforskning, vare sig som vetenskaplig bedrift eller som politiskt propagandamedel), gjorde rymdforskningen till en nationell prioritering efter detta misslyckande.

Skapandet av NASA

Den 1 oktober 1958 inrättade president Dwight Eisenhower genom ett dekret National Aeronautics and Space Administration i syfte att koncentrera den tidigare splittrade och ibland parallella rymdutvecklingen och göra det möjligt för USA att reagera så snabbt som möjligt på Sovjets framsteg. NASA:s mål från det ögonblick då den grundades var att gå om Sovjetunionen genom att vara först med att skjuta upp mer avancerade rymdresurser från Sovjetunionen och även att gå om sin rival genom att skicka upp en människa i rymden.

Tidigare hade USA haft en statlig myndighet för flygteknisk utveckling, inklusive höghastighetsflyg och raketforskning, och från november 1957 rymdforskning, NACA, som hade utgjort ryggraden i NASA när det grundades, men den nya organisationen omfattade också forskningsresultat, personal och utrustning samt budgetmedel från experiment som utförts av armén, flottan och universitetsverkstäder. NACA:s rymdflygsektion var Special Committee on Space Technology, även känd som Stever-kommittén efter sin ordförande, med namn som Wernher von Braun, senare konstruktör av månraketen, Robert Gilruth, senare chef för NASA:s avdelning för bemannad rymdflygning, och Abe Silverstein, skapare av vätgas-syresystemets framdrivningssystem. Denna expertgrupp anses utgöra kärnan i den nya byråns rymdsektion.

En ny organisation behövdes eftersom den teknik som behövdes för att nå rymden var en topphemlig militär teknik som inte kunde avslöjas öppet för allmänheten, och därför behövdes en civil statlig organisation som kunde demonstrera den militära kapaciteten utan att avslöja dess militära karaktär. Skapandet av rymdorganisationen, med NACA och andra militära program som föregångare, kan ses som en process snarare än en ny början, eftersom de viktigaste uppgifterna och fördelningen av mänskliga och materiella resurser redan hade fastställts mellan ikraftträdandet av National Aeronautical and Space Act i juli 1958 och det officiella inledandet av verksamheten den 1 oktober 1958.

När NASA grundades hade Explorer-1 (och lite senare Vanguard-1) lyckats svara på utmaningen från Sputnik-1 och Sputnik-2, och nästa logiska steg var att skicka en människa i rymden. Arbete pågick redan inom NACA och andra militära organisationer med den teoretiska grunden för detta, och genom att samla och integrera expertisen, arbetsmaterialet och de ekonomiska resurserna smiddes dessa separata arbetsmaterial mycket snabbt samman till ett enda koncept.

Ett av de viktigaste projekten som slogs samman till den nya rymdorganisationen var flygvapnets projekt Man in Space Soonest, som syftade till att sätta en människa i rymden, men fram till dess att det slogs samman med NASA hade flygvapnets och NACA:s ingenjörer på de flesta områden (t.ex. konceptet för en möjlig rymdfarkost eller möjliga flygprofiler) endast kommit fram till hypoteser. De största framstegen gjordes när det gällde att beskriva kraven på astronauten, så att åtta kandidater för framtida flygningar valdes ut:

Senare avbröts urvalet av dessa kandidater och nya astronautkandidater rekryterades enligt nya kriterier och ett nytt urvalssystem, men initiativet "Man in Space Soonest" utgjorde en bra grund för Mercury-programmet (intressant nog var det bara två av de åtta utvalda kandidaterna som slutligen åkte ut i rymden): Neil Armstrong som befälhavare för Gemini-8 och Apollo-11, och Joseph Walker under X-15-programmets suborbitala flygningar.)

Även om det kan tyckas att de flesta rymdrelaterade initiativ (t.ex. Man-in-space-soonest, ARPA-programmen eller X-15) har sitt ursprung utanför NACA, beror det snarare på att militären och dess relaterade organ själva ansvarade för budgeten och projektorganisationen, så deras program dokumenterades, hade namn osv. Samtidigt gjordes också stora insatser inom NACA, med forskning vid Langley Space Center om vinglösa farkoster (rymdfarkoster) på extrema höjder, men det mesta av denna forskning var grundforskning som inte syftade till en specifik rymdflygning, utan snarare till att lägga grunden för tekniska möjligheter. Langley blev därför senare utgångspunkten för det konkreta genomförandet av mänsklig rymdflygning på grundval av denna kunskapsbas.

Grundläggande koncept

Mercuryprogrammet inleddes inte som ett projekt - precis som NASA:s start - utan en befintlig process fördes vidare i den nya organisationen och blev sedan ett särskilt program som fick ett namn och en organisation. Kärnan i programmet går tillbaka till augusti 1958, då NACA:s direktör Hugh Dryden och Robert Gilruth, biträdande direktör för Langley Flight Research Laboratory (senare Langley Space Center), informerade kongressen om planen för en rymdkapsel för en person som skulle skjutas upp i rymden, med en begäran om ett bidrag på 30 miljoner dollar. I september anslöt sig ett annat statligt försvarsorgan, ARPA, till planen och bidrog med ytterligare utvecklingskapacitet. Detta samarbete lade grunden för programmet:

Själva projektstarten var spontan snarare än planerad, projektliknande: Den 7 oktober 1958 godkände Keith Glennan, den nyutnämnde chefen för NASA, utformningen av bemannade flygningar vid ett möte med några av sina ingenjörskollegor. Den handfull ingenjörer samlade ihop de initiativ som redan hade tagits, på ett fragmenterat sätt, av NASA:s föregångare och projekt. De flesta aktiviteter inleddes då av ledningen som formaliserade och formaliserade tidigare informella processer och kanaliserade dem till ett enda flöde. Kort därefter, den 5 november 1958, bildades Space Task Group, som nu ingår i NASA, och tog idén vidare på ett organiserat sätt (genom att ställa upp detaljerade krav).

Detaljerad information

Det första steget i konstruktionen var att besvara frågan "var ska man flyga?" och att definiera den del av rymden där den stabila 24-timmarsbana runt jorden, som definieras i grundkraven, kan uppnås. Den nedre teoretiska gränsen (100 kilometers höjd) var redan känd från Tódor Kármáns beräkningar innan de första satelliterna sköts upp, men den uppfyllde inte kraven för en 24-timmars flygning, eftersom atmosfärens begränsande effekt var för stor, men NASA hade konkreta experimentella data från utvärderingen av data från det halvdussin satelliter som skjutits upp i slutet av 1958 för att fastställa banan. Space Task Group kom fram till att en omloppsbana med en genomsnittlig höjd på 160 kilometer (100 miles) skulle vara lämplig (med både närhet och longitud inom ±40 kilometer (25 miles)). Beräkningarna baserades på en rymdkapsel på ett ton och gjordes eftersom den interkontinentala ballistiska missilen Atlas, som beskrivs i grundscenariot, var "den mest tillförlitliga bärraketen som fanns tillgänglig för att uppfylla målet" och fortfarande kunde uppnå dessa flygparametrar.

När det gäller kraven på bärraketer och rymdfarkoster i grundkraven ("den mest tillförlitliga bärraketen som finns tillgänglig" och "en ballistisk kapsel som är utformad för högt aerodynamiskt motstånd") antogs Max Fagets koncept om en "ren Atlas". Faget hade arbetat med frågor om raketframdrivning inom NACA sedan 1946 och var involverad i utvecklingen av raketplanet X-15. X-15-experimenten fortsatte senare i X-20 Dyna-Soar-projektet (ett första koncept för rymdfärjan), med Fagets medverkan. I november 1957 presenterade konstruktören sin vision för en möjlig bemannad rymdflygning, där han tänkte sig befintliga militära ballistiska missiler som drivmedel, föreslog boosterraketer med fasta drivmedel för återinträde från jordens omloppsbana och skissade på rymdfarkosten som en vinglös kapsel formad för ballistisk flygning. Vid ett gemensamt möte mellan NACA och flygvapnet i januari 1958 fördes Fagets idé vidare. Vid detta möte ansågs det uppenbart att det behövdes raketdrift för att nå rymden, och eftersom X-20 var ett militärt program valde man ICBM:er, som var en ny utveckling. Av de möjliga missilerna var Atlas ICBM den mest kraftfulla, men eftersom ingenjörerna ansåg att även den var svag, accepterades en "avskalad" missil med ytterligare ett övre steg och naturligtvis utan stridsspets och uppskjutningsadapter som lämplig för uppgiften. (I McDonnell Project 7969, ett projekt för utveckling av rymdfarkoster som lanserades i slutet av 1957 vid McDonnells flygplansfabrik på fabrikens egen risk, påbörjades också utvecklingen av en möjlig rymdkapsel som passade in i konceptet med hjälp av Fagets rådgivare).

Space Task Group fick idén, som redan var långt framskriden i sin utveckling (och som hade föreslagits för genomförande i flera tekniska diskussioner), och i början av november 1958 antogs Fagets plan för en "avskalad Atlas" officiellt. Ett informationsmöte om upphandling för potentiella tillverkare anordnades den 7 november 1958.

Även om det inte ingick i de grundläggande kraven var Space Task Group också ansvarig för att formulera en uppsättning krav för rymdfarkostens passagerare. I detta syfte planerade arbetsgruppen först att sammankalla en konferens med industriella och militära ledare, med deltagande av några flygfysiker, för att identifiera en grupp på 150 astronautkandidater (baserat på deras personliga rekommendationer). Metoden och kriterierna för att välja ut kandidaterna utvecklades också vid denna tidpunkt. Det skulle ha inneburit att man först skulle ha begärt ett förslag till en större grupp på 150 personer, som skulle ha begränsats till 36 personer, med hänsyn till flygmedicinska kriterier, och sedan, efter nio månaders utbildning, skulle 12 kandidater ha valts ut från dessa 36, varav de sex bästa skulle ha blivit astronautkandidater. De utvalda måste vara män i åldern 25-40 år, ha pilotutbildning, vara under 180 cm långa, i utmärkt fysisk kondition och ha en universitetsexamen i ett naturvetenskapligt ämne. Ett ytterligare krav var att kandidaten skulle vara villig att ta de risker som experimentflygning innebär, kunna tolerera svåra fysiska förhållanden och kunna fatta snabba och korrekta beslut under hög stress eller i nödsituationer. Ett utkast till meddelande om detta färdigställdes den 22 december 1958, men det fick inte grönt ljus, och efter julhelgen, den 28 december 1958, beslutade president Eisenhower att det fanns tillräckligt med militära piloter för att täcka kandidaterna och att endast de som valts ut skulle väljas ut av skäl som rörde den nationella säkerheten. Under den första veckan i januari 1959 överlämnade Space Task Group kriterierna till Pentagon och urvalet av kandidater började.

Smekmånad

En av arbetsgruppens många uppgifter var att namnge programmet. I USA är det vanligt att regeringsprogrammen benämns med något lätt att komma ihåg och som är lätt att ta till sig för allmänheten, de kontrakterade tillverkarna och pressen. I slutet av hösten 1958 hade Space Task Group kommit fram till det inte så välklingande namnet "Project Astronaut" för programmet. Vissa chefer såg namnet som en risk för att astronautrollen skulle överbetonas, medan andra ville återgå till det tidigare namngivningssystemet. Abe Silverstein (chef för raketutvecklingen) föreslog Merkurius, en gud i den romerska mytologin, som namn. Den romerska guden (även känd som Hermes på grekiska) var ett slags etablerat varumärke på olika områden (se Fords varumärke) och är en av de mest kända mytologiska figurerna för amerikaner, så hans förtrogenhet och popularitet gjorde honom till ett lämpligt namn för programmet. Dessutom passade det väl in i det amerikanska konceptet att använda sådana mytologiska namn inom raketindustrin (ärkefienden Jupiter - Jupiterraketen, Atlas, Titan som bär jorden på sina axlar - Atlasraketen, osv.) Den 26 november 1958 accepterade Keith Glennan och Hugh Dryden, två av NASA:s högsta chefer, förslaget och namnet "Project Astronaut" ersattes av "Project Mercury".

Pressmeddelande

I USA var alla regeringsprogram offentliga - till skillnad från Sovjetunionen, där rymdexperiment hölls helt hemliga tills de genomfördes med framgång - och detta gällde särskilt Mercury-programmet, som var särskilt utformat för att vara offentligt för att visa att man skulle betala tillbaka till Sovjetunionen. Det var därför Keith Glennan - som väntade på 55-årsdagen av bröderna Wrights flygning för att göra tillkännagivandet ännu mer högtidligt - den 17 december 1958 gjorde ett officiellt tillkännagivande om att hans land skulle inleda ett rymdprogram för att skicka ut en människa i rymden, Mercury-programmet.

Utveckling av rymdfarkosten

Utformningen av rymdfarkosten började med konceptet "Naked Atlas" som föreslogs av Max Faget. Utifrån de principer som formulerades vid NASA:s Langley Space Center utarbetade Space Task Group en förslagsinfordran den 20 oktober 1958, som senare skickades ut till potentiella tillverkare. Den 23 oktober 1958 skickades en produktionsuppmaning ut till 40 tillverkningsanläggningar. 38 av dem svarade och skickade representanter till det första konstruktionsmötet den 7 november 1958. Av de 38 sökande uttryckte 19 ett intresse för att bygga rymdfarkosten och fick konstruktionsdokumentet "S-6 Human Spacecraft Specification". Den 11 december 1958 (sista inlämningsdag för anbuden) hade fältet begränsats till 11 tillverkare.

För att påskynda programmet låg NASA själv knappt före de leverantörer som arbetade för NASA: medan de potentiella tillverkarna studerade kraven och utarbetade de första konstruktionsskisserna för förslagen, utarbetade rymdorganisationen själv kriterierna för den tekniska och ekonomiska utvärderingen av de inkomna förslagen.

I urvalsförfarandet valdes slutligen två kandidater med samma rangordning, McDonnell Aircraft och Grumman Aircraft, ut. Ett av de två företagen valdes av en särskild anledning: Grumman var vid den här tiden vinnare av flera anbud på kontrakt med flottan, och Space Task Group fruktade att företaget inte skulle kunna uppfylla kraven från flera utmanande utvecklingsprojekt samtidigt och att utvecklingen av Mercury-rymdfarkosten skulle försenas. Rätten att bygga rymdfarkosten tilldelades McDonnell Aircraft den 12 januari 1959. Kontraktet undertecknades av James McDonnell, VD för tillverkningsföretaget, den 5 februari 1959 och Keith Glennan den 12 februari 1959. I kontraktet gick tillverkaren med på att konstruera, tillverka och leverera 12 Mercury-rumkapslar till NASA för totalt 19 450 000 dollar. Utvecklingstakten var så snabb att James McDonnell i ett tal i maj 1957 (före Sputnik-1) angav att den första mannen skulle gå ut i rymden 1990, dvs. han räknade med en utveckling på flera decennier, vilket i praktiken tog två år.

McDonnell fick en 50-sidig studie från NASA i anbudsstadiet, som beskrev de grundläggande designkriterierna och aspekterna av rymdfarkosten (i huvudsak NACA

Den grundläggande idén bakom kapselns konstruktion var så enkel som möjligt: "Det enda målet är att skicka ut en människa i rymden under en kort tid". I praktiken innebar detta att allting skulle samlas i ett enda utrymme, allt som rörde navigering, astronautens livsuppehållning och rymdfarkostens funktion. Nästan alla system var placerade inne i kabinen, vilket fyllde alla hörn och vrår och lämnade lite utrymme för astronauten. (Senare, under flygfasen, visade det sig i praktiken att detta var en konstruktionsmässig återvändsgränd, eftersom systemen, som var utspridda på flera ställen i kabinen, i de utrymmen som fanns tillgängliga, ledningarna som kopplade ihop dem, kaoset, och felet på ett system innebar att flera andra måste demonteras och omorganiseras för att förbereda flygningen. För att lösa detta problem, och just på grund av de negativa erfarenheterna av Mercury-farkosten, infördes filosofin att dela upp rymdfarkosten i två delar, en kapsel och en teknisk enhet, från och med nästa rymdprogram, Geminiprogrammet.)

Det var i samband med uppfyllandet av det tredje kapitlet av de grundläggande kraven, som fastställdes i början av programmet, som det mest utdragna dilemmat i utformningen uppstod. Redan i mitten av 1950-talet (när kärnvapenstridsspetsar monterades på missiler) blev det uppenbart att ett föremål som faller genom atmosfären med hög hastighet skulle utsättas för en enorm termisk påfrestning på grund av luftfriktion. Olika styrkor har utvecklat olika lösningar på problemet: armén har experimenterat med kompositvärmesköldar av värmebrännande, smältande (men värmeavledande) material, och flygvapnet med versioner av värmeabsorberande material. Experterna i Space Task Group kunde länge inte bestämma sig (ett materials fördel var ett annat materials nackdel och vice versa), så de lämnade båda utvecklingsriktningarna öppna. Testerna med de två typerna av värmeskydd pågick när den konceptuella bristen i den värmeabsorberande versionen upptäcktes: värmeskölden av värmeabsorberande material skulle ha varit tvungen att avlägsnas från rymdfarkosten under landningens slutskede, eftersom den skulle ha blivit extremt varm vid landningen och utgjort en fara för astronauterna i kabinen.

Efter den konceptuella utformningen av hytten påbörjades den detaljerade utformningen och testningen av de experimentella rymdfarkostkomponenterna. Det första av dessa tester var fallprov av kapseln. Dessa omfattade tester av både fritt fall och nedstigning med olika fallskärmssystem, under vilka mer än hundra livsviktiga betongfyllda modeller av rymdkapslar släpptes till havs eller på landningsplatser. Dessa fallprov användes för att utveckla det optimala bromssystemet för fallskärmsbromsning vid landning.

En annan serie tester användes för att utveckla räddningsraketen. I händelse av en uppskjutningsolycka planerade konstruktörerna en anordning bestående av små raketer (och en fackverkskonstruktion för att fästa dem vid kapseln) som i händelse av ett problem skulle "dra" kapseln från raketen så snabbt som möjligt och transportera rymdfarkosten och dess passagerare till ett säkert avstånd från explosionsstället, vilket oundvikligen skulle inträffa. Det första testet på Wallops Island var så katastrofalt (strax efter att raketerna hade skjutits upp började raketen falla uppåt och efter två fullständiga fall, slog den ner i havet) att man tog upp idén om att ompröva hela systemet från grunden. Efter en månads arbete rättade konstruktörerna till felen och anordningen kunde rädda Mercuryhytten i händelse av ett uppskjutningsproblem.

Den tredje testserien genomfördes för att slutföra formen på Mercury-rymdfarkosten i vindtunnlarna vid Langley Space Centre och Ames Space Centre. För att göra detta togs modeller av rymdfarkosten i olika storlekar in i vindtunneln för att testa rymdfarkostens egenskaper vid trans-, super- och hypersoniska hastigheter.

I en fjärde testserie måste den tekniska lösningen för landningens slutfas, nedstigningen, utvecklas, och man måste välja mellan landning på vatten och landning på land. Ingenjörerna föredrog vattenlandning. Landningen var planerad till 9 m

Den femte provningsserien syftade till den slutliga utformningen av fallskärmssystemet, med huvudsaklig inriktning på utfällningsfallskärmens och huvudfallskärmens beteende vid extrema hastigheter och

Utveckling av raketen

Ingenjörerna valde tre olika typer av raketer för flygningarna:

Space Task Group sökte efter en mänsklig rymdfarkost bland medel- och långdistansraketer som utvecklats för den amerikanska militären, och den slutliga kandidaten hittades i den interkontinentala ballistiska missilen Atlas, som utvecklats av Convair för det amerikanska flygvapnet och som är på väg att tas i bruk. Atlas var en så ny utveckling att den första framgångsrika provskjutningen (fortfarande under det militära kodnamnet SM-65 Atlas) inte ägde rum förrän den 17 december 1957. Atlas-specifikationen omfattade, för första gången i USA, den prestanda som krävs för att placera ett föremål med samma massa som en rymdfarkost i omloppsbana runt jorden, dvs. kravet att placera en kropp på 1,5-2,5 ton i en stabil omloppsbana på över 300 km. Raketens nyhet och osäkerheten om dess tillförlitlighet innebar dock att det krävdes ytterligare bärraketer för att påbörja flygprovningarna. Redstone-raketen uppfyllde tillförlitlighetskravet och fick det prestigefyllda smeknamnet "Good Old Reliable" för sina tidigare lyckade flygningar. Förutom tillförlitligheten fanns det en annan faktor att ta hänsyn till - kostnaden för testerna. För många tester var det inte nödvändigt att accelerera en hel rymdkapsel till omloppshastighet, utan bara få den till rätt höjd. Orbitalflygningar var de dyraste - kostnaden för att tillverka en Atlas-raket uppskattades till 2,5 miljoner dollar - medan en Redstone-uppskjutning kostade 1 miljon dollar. Redstone identifierades också som en möjlig uppskjutningsfarkost eftersom den skulle spara miljontals dollar per test. De gjorde det också med Little Joe-raketen, som kan användas till ännu lägre kostnad och som lämpar sig väl för vissa delprov. För de tester där det inte var nödvändigt att placera testobjektet i en omloppsbana runt jorden - vilket var fallet för de flesta av de första testerna - definierade ingenjörerna även profiler för suborbitala flygningar (så kallade rymdhopp).

NASA insåg snabbt att Atlasraketen var omogen och behövde testas, och att kostnaden för en uppskjutning var hög med 2,5 miljoner dollar per uppskjutning, samtidigt som Atlasraketen inte hade kapacitet för en rad tester. Dessutom var Redstone-raketen, som skulle kunna ersätta Atlas för dessa mindre krävande tester, i sig själv en dyr enhet som kostade en miljon dollar per uppskjutning. Man beslutade därför att använda en billigare bärraketer. Vid tidpunkten för beslutet fanns missilen dock ännu inte och måste utvecklas.

Kraven fastställdes av NASA i slutet av 1958 och har sedan preciserats ytterligare. Dessa krävde att den framtida raketen skulle kunna skjuta upp Mercury-rymdfarkosten på ett sådant sätt att kabinkrafterna kunde testas på högre höjder, räddningssystemet, landningsfallskärmsystemet och sök- och räddningsförfarandena efter landningen kunde utvärderas. Senare förbättringar av specifikationen omfattade förmågan att mäta kabinens parametrar under flygning och landning (nedslag), buller-, värme- och tryckparametrar som genereras av missilen, särskilt effekterna på de levande organismerna ombord, med ett minimum av telemetriinstrumentering. Dessa parametrar måste kunna övervakas på olika kritiska höjder (6000, 75 000 och 150 000 meter). Utifrån dessa krav skapade Max Fagets team NASA:s första raket, Little Joe, som gjorde sin första uppskjutning på Wallop Island den 21 augusti 1959.

För första gången i rymdfartens historia inkluderade raketkonstruktionsplanerna behovet av att "bunta" motorerna. Följaktligen ingick installation av fyra modifierade Sergeant-motorer med fast bränsle (även kallade Castor eller Pollux) samt användning av fyra Recruit-hjälpmotorer. Genom att parametrisera de fyra motorerna kunde man uppnå en maximal dragkraft på 1020 kilonewton, vilket teoretiskt sett skulle göra det möjligt att driva en rymdfarkost på 1800 kg i ballistisk bana till en höjd av 160 km (vilket simulerar Atlas egenskaper).

I november 1958 inbjöds 12 företag att lämna anbud på produktion av missilen, baserat på kraven och den grundläggande designen, och North American Aircraft Company vann anbudet den 29 december 1958. Enligt kontraktet skulle tillverkaren leverera sju flygande exemplar och ett mobilt starttorn. Det första flygdugliga nordamerikanska produktionsflygplanet lyfte den 21 januari 1960.

Redstone-raketen ingick också i NASA:s rymdprogram av kostnadsbesparings- och tillförlitlighetsskäl. Den grundläggande PGM-11 Redstone var en av USA:s äldsta ballistiska kortdistansmissiler, som utvecklades 1952 och var i tjänst i Natos västeuropeiska styrkor 1958-1964. Missilen var en direkt avkomma till den tyska V-2, som konstruerades av Wernher von Braun vid Redstone Arsenal. NASA sökte efter alternativ till Atlasraketen, både för att minska kostnaderna för experimenten och av tillförlitlighetsskäl (Redstone ansågs vara en särskilt tillförlitlig raket och uppfyllde därför säkerhetskraven för att skicka ut människor i rymden), och valde Redstone, även om det var en förbättrad version som var bättre lämpad för ändamålet. Redstone blev den raket som valdes för suborbitala flygningar inom Mercury-programmet.

Den ursprungliga militära versionen av Redstone kunde inte ta en Mercury-kabin till den erforderliga höjden under en parabolisk flygning, men en förbättrad variant av Redstone, Jupiter-C, hade en förlängd flygkropp, större tankar inuti och kunde, med den ökade brinntiden, nå högre höjder. Jupiter-C hade just bytt till A-7-motorn (militären hade bytt till denna variant för sina egna missiler på grund av den potentiella bristen på komponenter i de motorer som tidigare använts, vilket var en risk), vilket innebar problem. Den grundläggande Redstone-raketen använde fortfarande V-2-drivmedlet (75 % etylalkohol, 25 % vatten), men Jupiter-C-raketen övergick till det så kallade hydyne-drivmedlet (60 % asymmetriskt dimetylhydrazin och 40 % dimetylnetriamin), som var mycket effektivare, men också mycket giftigare, vilket var ett problem vid dess användning. Dessutom hade hydyne aldrig använts på A-7, så ingenjörerna beslutade att missilen, som konverterats för rymdtillämpningar, återigen skulle använda etylalkoholversionen. Den förlängda brinntiden innebar ytterligare ett problem: de grafitsköldar som används i normala raketer kunde gå sönder under den förlängda brinntiden, så NASA efterlyste sköldar av bättre kvalitet. En annan ändring gjordes också i konstruktionen för att möjliggöra längre brinntider: raketen fick en extra kvävecylinder för att fylla tanken med neutral gas i proportion till utskjutningshastigheten, och turbopumpen fick en extra väteperoxidbehållare.

En annan skillnad mellan den militära raketen och rymdraketen var räddnings- och avbrytningssystemet. Å ena sidan var Redstone, som är lämplig för rymdfärder, utrustad med ett så kallat automatiskt system för upptäckt av avbrott under flygning. Detta innebar att raketen kunde upptäcka när flygparametrarna var på väg att avvika från normen och att systemet automatiskt kunde inleda räddningsprocessen när räddningsraketen separerade kapseln från bärraketen (naturligtvis kunde avbrytandet utlösas av astronauten själv eller av kontrollcentralen, men det fanns flygprofiler där det helt enkelt inte fanns någon tid för manuellt ingripande). Jämfört med den militära versionen fanns det naturligtvis en räddningsraket som i händelse av problem kunde koppla loss kapseln från raketen och föra den till ett säkert avstånd. Ändringar gjordes också i raketens s.k. stjärtparti (som märkligt nog inte fanns på raketens baksida utan ovanpå den och som förband kabinen med bärraketen). Denna sektion innehöll raketens elektronik och styrsystem samt adaptern som tog emot rymdkapseln, och i de militära Redstones delades denna sektion när raketen brann ut, där den ena halvan stannade kvar med raketen och den andra halvan fortsatte att flyga med stridssektionen, medan hela sektionen i rymdraketversionen stannade kvar med bärraketen. En annan ändring har gjorts för att förbättra Redstone-apparatens tillförlitlighet. Den militära versionens ST-80 autopilot har ersatts av en mycket enklare och mer tillförlitlig version, LEV-3.

I slutet av utvecklingen avvek Mercury-Redstone från den militära Redstone med sammanlagt 800 poäng, så i slutändan hade NASA en nyutvecklad raket i stället för den ursprungliga, tillförlitliga versionen. Den första flygningen med den uppgraderade bärraketen ägde rum den 21 november 1960 och misslyckades. Därefter följde tre mer eller mindre lyckade flygningar innan den slutligen transporterade den tvåmannade rymdfarkosten med Alan Shepard och Gus Grissom.

En av de viktigaste delarna i Mercury-programmet var bärraketen. Kraven var enkla: den måste kunna accelerera ett 1500-800 kg tungt föremål till den första kosmiska hastigheten och placera det i en bana runt jorden. Det enda verktyg som USA hade till sitt förfogande var arméns interkontinentala ballistiska missil, SM-65D Atlas. Raketen var den senaste tillgängliga tekniken och den första provskjutningen ägde rum den 11 juni 1957 (även om den då misslyckades). NASA:s dilemma var om man skulle göra den befintliga men opålitliga raketen tillförlitlig eller om man skulle vänta på utvecklingsprocessen för Titan II ICBM (med eventuellt samma osäkra resultat), så man beslutade att testa och förbättra Atlas.

Rakettillverkaren Convair hade en särskild produktionslinje för Mercury-programmet, med utbildad och erfaren personal som kunde användas för att garantera hög kvalitet. De produkter som är avsedda för rymden genomgick en omfattande omkonstruktion som omfattade följande komponenter:

Raketen byggde på två grundläggande konstruktionsprinciper. En av dessa principer var den så kallade ett och ett halvt steg-layouten: raketen hade en huvudmotor och två sidoacceleratorer. Dessa startades samtidigt vid uppskjutningen (så att det var lättare för ingenjörerna att visuellt kontrollera driften), sedan stängdes boostermotorerna av före huvudmotorn i omloppsbana och boostermotorerna (eller deras tillhörande tankar) stängdes aldrig av. Den andra principen var den så kallade gasballongkonstruktionen eller systemet. För att minimera vikten utformades raketen med så tunna sidoväggar som möjligt, så tunna att raketen skulle kollapsa under sin egen vikt när den är tom. Stabiliteten och den strukturella styrkan garanterades först av trycket från drivmedlet och sedan, när det tog slut under flygningen, av trycket från den neutrala heliumgasen i tankarna. Under testerna visade sig den sistnämnda konstruktionsprincipen vara den svagaste länken, vilket krävde ändringar och ytterligare tester.

Den första Mercury-uppskjutningen ägde rum den 29 juli 1960, men det riktiga beviset på att det var en pudding fick vänta till den 20 februari 1962, då John Glenn och Friendship 7 flög.

Flygprofiler

Rymdflygning hade redan bestämts i och med Sputnik-1:s flygning, det ansågs vara en riktig rymdflygning om den utfördes i en omloppsbana runt jorden, så NASA satte naturligtvis detta som mål för den första amerikanska astronautflygningen. I slutet av 1960 blev det dock tydligt för amerikanerna att de sovjetiska experimenten - flera satelliter i omloppsbana med stora massor (motsvarande massan i en mänsklig flygkabin) av levande varelser - gjorde att deras rivaler låg före dem, och det var då som idén föddes att programmet skulle förgrenas i två alternativa riktningar: fortsatta förberedelser för omloppsflygning och förberedelser för en mänsklig flygning i omloppsbana som en separat inriktning. NASA trodde att det skulle vara lugnande för allmänheten om USA visserligen hade en synlig nackdel när det gällde rymdflygning, som av alla sågs som det uppenbara "riktiga" alternativet, men att vägen dit skulle byggas upp i etapper och att den första etappen (rymdsprånget) skulle vinnas. Redstone-raketen, som ursprungligen bara var avsedd för testning, och Mercury-kapseln har därför tagits i drift, en process där ett rymdhopp i automatiskt läge, utan passagerare, sedan med en apa och slutligen med en kosmonaut, kommer att användas i tre steg för att slå Sovjet.

Förbättringar av infrastrukturen

Den viktigaste infrastrukturfrågan var valet av uppskjutningsplats. Även om det finns en teori för att välja uppskjutningsplats för att nå rymden - närmast möjliga plats vid ekvatorn - var det intressant att notera att ingen plats medvetet valdes när Mercuryprogrammet lanserades, Men för att anpassa sig till de omständigheter under vilka NASA bildades (rymdorganisationen skapades också genom att koncentrera experimenten från de olika militära styrkorna) öppnade NASA ett sambandskontor i Cape Canaveral, en av de mest avancerade missilanläggningarna för det amerikanska försvarsdepartementet, armén och flottan, med uppgift att föra över de militära tester som hade ägt rum där till NASA. Eftersom militären redan hade en bas och uppskjutningsplats för Redstone-raketerna i Cape Canaveral, utsågs denna bas för Mercury-flygningarna, oavsett att NASA var en civil organisation och Cape Canaveral en militärbas.

Som förberedelse för bemannade rymdfärder fick NASA tillgång till S-hangaren, som byggdes av flygvapnet 1957 (först användes den för underhåll och lagring av flygplan) och sedan gavs den till Naval Research Laboratory's Vanguard-program för ytterligare experiment. 1959 nåddes också ett formellt avtal mellan anläggningens ägare, försvarsdepartementet, och NASA om att ta över hangaren och dess tillhörande infrastruktur. Från och med då togs Mercury-rymdfarkoster från produktionsanläggningen emot här. Den användes senare för Gemini-programmet och fortsatte att användas fram till rymdfärjan.

Den viktigaste infrastrukturen för flygningarna var uppskjutningsplatserna. Två av dessa var också avsedda för NASA, enligt samma logik som vid övertagandet av tidigare experiment. LC-5 (Launch Complex) blev uppskjutningsrampen för Redstone-raketerna och LC-14 för Atlas-raketerna (och Big Joe-raketerna som användes vid testerna). LC-5:s karriär inleddes 1956 under ledning av flygvapnet (Cape Canaveral Air Force Station), då den användes för att testa Jupiter-ballistiska missiler med medellång räckvidd vid Cape, innan den ersattes av Juno II, en vidareutveckling av Jupiter, som användes för att skjuta upp satelliter i omloppsbana. Nasa fick sedan ta del av Redstone-raketternas uppskjutningsramp, först i automatiskt läge, sedan med en apa och slutligen med en människa.

Historien om LC-14 är lite mer komplicerad. Startplatsen byggdes 1957 för att skjuta upp militära Atlas-raketer och byggdes om 1959 för att skjuta upp Atlas-D-raketer och rymdraketer. På den tiden ansågs det vara den enda uppskjutningsplatsen som var avsedd för Atlasraketer, så Mercury-programmet kunde inte ha den exklusivt, utan var tvunget att dela den med MIDAS-satelliter, Big Joe-testuppskjutningar och andra interkontinentala raketuppskjutningar innan den kunde vara exklusivt i NASA:s händer. Senare sköts alla Mercury-Atlas-lanseringar upp härifrån, och senare sköts även Atlas-Agena-lanseringar upp härifrån.

Ytterligare planering krävdes för att utforma landning och efterföljande räddningsinsatser och för att upprätthålla radiokontakt under flygningen. Marinen valdes ut för att hantera båda uppgifterna samtidigt.

Vid en presskonferens i Washington D.C. den 9 april 1959 presenterade NASA för allmänheten de sju män som efter rigorösa medicinska och psykologiska tester hade valts ut för att bli de första männen att åka ut i rymden. Samtidigt som de presenterades fick allmänheten lära sig ett nytt ord: astronaut (i amerikansk terminologi astronaut, som har sina rötter i den grekiska mytologin, med anknytning till argonauterna, och som bokstavligen betyder stjärnseglare).

Men den offentliga presentationen föregicks av ett långvarigt, hemligt urvalsprojekt. Urvalets noggrannhet baserades på medicinska antaganden om att de blivande rymdresenärerna skulle möta dödliga faror: man föreställde sig att omloppsbanan skulle kollapsa i tyngdlöshet, man trodde att människor inte skulle kunna äta eller dricka utan gravitation, men man misstänkte också psykologiska svårigheter och ett slags rymdgalenskap skulle kunna gripa tag i en ensam rymdfarkost, vilket skulle göra att de inte skulle kunna styra den. För att motverka dessa faror utarbetades ett urvalssystem för att välja ut kandidater som låg över genomsnittet när det gäller hälsa och psykologi.

Urval

Urvalet av astronautkandidater skedde enligt president Eisenhowers instruktioner - och med en liten ändring av de krav som Space Task Group hade fastställt - och den militära flygkåren uppmanades att upprätta en lista över potentiella kandidater. Sammanlagt 508 potentiella kandidater granskades i Washington, varav 110 piloter valdes ut som lämpliga kandidater (listan innehöll fem marinsoldater, 47 piloter från flottan och 58 piloter från flygvapnet, utan att någon från arméns flygvapen ansågs lämplig). I det andra steget av urvalsprocessen delades kandidaterna in i tre huvudgrupper, och de första 35 beordrades till Washington för intervjuer i början av februari 1959, med tystnadsplikt. Charles Donlan, som ledde projektet på uppdrag av Space Task Group, var nöjd med att notera att de allra flesta kandidaterna såg fram emot att delta i Mercury-programmet. Detta berodde på att programmet krävde frivilliga och att man inte förväntade sig att blivande piloter skulle ledas till uppgiften. En vecka efter intervjuerna med den första gruppen anlände den andra gruppen till Washington och genomförde sina intervjuer. Andelen frivilliga bland dem som ansågs lämpliga var så hög att det inte fanns något behov av att kalla in en tredje grupp (särskilt som den slutliga gruppen på 12 personer som ursprungligen ansågs lämpliga reducerades till 6). Efter intervjuerna med de två grupperna gick 69 personer vidare till urvalsprocessen.

Trots tydliga fysiska parametrar avvisades sex av de 69 på grund av att de var för långa. Slutligen avvisades 56 kandidater på grund av ytterligare avbrott i de allmänna, tekniska och psykologiska testerna i den andra omgången. Antalet utvalda reducerades sedan till 32 personer som togs med av Space Task Group för detaljerade medicinska tester, inklusive särskilda moment, vid Lovelace Clinic i Albuquerque, New Mexico, och sedan vid Wright-Patterson Base Aeromedical Laboratory.

Under en vecka, med början den 7 februari 1959, genomgick kandidaterna en sexfasig, heltäckande, flerdagars medicinsk undersökning på Lovelace-kliniken. Detta innebar först en genomgång av kandidaternas sjukdomshistoria, följt av detaljerade allmänmedicinska tester, t.ex. synundersökning, EKG- och reflexundersökningar, koloskopi, blodprov och spermieräkning. Därefter följde en rad olika röntgenundersökningar, från tandröntgen till magröntgen. Nästa steg var fysiska tester, som omfattade hjärtbelastningstester på en cykelergometer, mätning av lungkapacitet och mätning av kroppstäthet. I slutet av de veckolånga testerna sammanfattades uppgifterna och antecknades i varje kandidats journal.

Omedelbart efter de kliniska försöken flyttade gruppen till Wright-Patterson Air Force Base för stresstester mellan den 16 februari och 27 mars 1959. Dessa tester är utformade för att bedöma kandidaternas psykologiska och fysiska stresstålighet. De fysiska testerna omfattade enkla belastningsövningar i trappor eller på löpband, centrifugeringstester som krävde hög uthållighet eller övningar med flera axlar i en roterande stol som piloter känner till från flygmedicinska undersökningar. I de parallella psykologiska testerna testades kandidaterna med oväntade eller obehagliga stimuli, t.ex. tester med termiskt eller kallt vatten eller övningar i mörka rum. Psykologiska tester inkluderade även Rorschach-testet, som annars är föremål för tvivel om trovärdighet.

I slutet av testerna på Wright Patterson föreslog utnämningskommittén 18 medicinskt kvalificerade kandidater när testserien avslutades i slutet av mars 1959. Space Task Groups urvalskommitté sammanträdde den 1 april 1959 och av de 18 lämpliga kandidaterna valdes slutligen sju ut för astronaututbildning. Denna grupp tillkännagavs av NASA den 2 april 1959 och presenterades sedan som Mercury Seven (Mercury 7) den 9 april 1959 i Washington som de framtida amerikanska astronauterna, och med dessa sju piloter började astronautututbildningen.

Ursprungliga veckor

Följande grupp, som i pressen kallades Mercury Seven, inledde utbildningen:

Sex av dem flög upp i rymden som en del av programmet (Slayton föll bort från gruppen 1962 på grund av hjärtproblem och flög först 1975 med Soyuz-Apollo-programmet efter en hjärtoperation).

Astronautkandidaterna trädde i rampljuset med sin presentation. Förutom allmänhetens naturliga intresse - det fanns knappast något mer exotiskt yrke än astronaut vid den här tiden. NASA själv ökade kandidaternas popularitet ytterligare genom att uppmuntra ett avtal mellan astronauterna och en stor amerikansk tidskrift, som köpte rätten att publicera berättelser om astronauter för 500 000 dollar. Som en del av avtalet publicerade han sina rapporter om astronauternas liv i serien Life och deras biografier. I denna artikelserie, som publicerades i 28 nummer mellan 1959 och 1963, skapade Life en ny amerikansk hjälte genom att porträttera astronauterna som ett slags "vardagliga superhjältar", genom att försköna deras bakgrund och genom att presentera deras vardagsliv utanför den amerikanska stereotypen.

Förutom Mercury Weeks användes två andra namn - båda postumt - för NASA:s första sju astronauter. Det ena var Astronaut Group 1, som NASA använde i efterhand när man började rekrytera ytterligare astronautgrupper för Geminiprogrammet och sedan Apolloprogrammet, och ville särskilja de grupper som valts ut vid olika tidpunkter. Men det var inte bara NASA, utan även astronauterna själva, som utmärkte sig genom att ge gruppen ett namn, och på så sätt blev Original Seven känt och blev senare det mest offentligt använda gruppnamnet, även för att skilja den från de andra (som New Nine som rekryterades 1962, eller Fourteen 1963).

Astronaututbildning

Träningen liknade mycket urvalsprogrammet vid Wright-Patterson Airbase: de övade sina profiler för start och inflygning i centrifugalaccelerationssimuleringar, tränade i en resväska, i en värmekammare eller i koldioxidhaltiga kamrar, eller upprätthöll sin kondition genom olika sporter. Men det fanns också helt nya områden. De besökte olika leverantörers fabriker för att lära sig mer om den hårdvara som byggs, besökte Cape Canaveral, utgångspunkten för deras framtida rymduppdrag, och åkte till Akron för att se fabriken för tillverkning av rymddräkter. De började också specialisera sig. Carpenter, till exempel, blev med sin erfarenhet från flottan expert på rymdfarkostens kommunikations- och navigationssystem, Grissom fördjupade sig i Mercurys kontrollsystem och elektromekaniska system och Glenn hjälpte till med instrumentpanelen i kabinen. Utbildningen omfattade flygövningar utöver de ovannämnda testerna. Å ena sidan fortsatte de sina tidigare flygningar i högpresterande jaktplan för att upprätthålla sina flygkunskaper, och å andra sidan övade de sig på den viktlöshet de skulle möta genom att flyga paraboliska flygningar i NASA:s C-131-flygplan, som hade utformats för ändamålet.

Totalt byggdes tjugo Mercurys, tre misslyckades med uppskjutningarna, fem sattes i ballistisk bana och sex kretsade runt jorden. Sex experiment utfördes med människor, varav två endast i ballistisk omloppsbana. Rymdfarkosten gjorde det möjligt för en enda människa att flyga i rymden i 24 timmar, upp till maximalt 36 timmar. De kemiska batterierna klarade 1500-3000 watttimmar (Wh), beroende på uppgift. Den var klockformad, 3,4 meter hög inklusive startraketerna och högst 1,9 meter bred. Den var dubbelväggig, med ett yttre hölje av nickellegering och ett inre av titanlegering, med ett isolerande material av keramiska fibrer emellan. Räddningsraketen var monterad i nosen. Räddningstornets höjd är 6,2 meter. Den stabiliserande fallskärmen och den stabiliserande infraröda horisontsökaren installerades i antennhuset. Kabinen är 1,9 meter i diameter och 1,5 meter hög. Under tiden i tjänst utförde astronauten de nödvändiga uppgifterna i sittande ställning, nästan utan att röra sig.

Alan Shepard var den första amerikanen som åkte ut i rymden i Freedom 7-rymdfarkosten och gjorde ett suborbitalt rymdhopp. John Glenn var den första amerikanen att kretsa runt jorden i rymdfarkosten Friendship 7. Sovjet överträffade också amerikanerna i bemannad rymdflygning med Vostokprogrammet.

Obemannade testflygningar

Mercury-programmets första försök skulle ha varit Little Joe 1, om det inte hade hindrats av ett fel. Försöket ägde inte rum på Cape Canaveral utan på Wallop Island, och ingenjörerna ville se hur räddningsbåten skulle bete sig, särskilt när det dynamiska trycket är som störst (det maximala luftmotståndet vid start). För detta ändamål var en Little Joe-raket tillräcklig, eftersom den kunde simulera det önskade dynamiska trycket, och sedan byggdes en modell av Mercury-rymdfarkosten på denna raket, och slutligen det enda kompletta systemet, räddningstornet.

Den planerade flygningen misslyckades dock helt 1959. Den 21 augusti 1959: 35 minuter före den planerade uppskjutningen, när den automatiska och självförstörande enheten var ansluten till det egna batteriets strömkälla, utlöstes oväntat de sprängladdningar som separerade rymdfarkostenheterna - besättningen som förberedde sig för uppskjutning började en panikflygning - och slutligen sköts räddningstornet (som korrekt upptäckte nödsituationen) upp med den bifogade rymdfarkostmodellen, medan raketen stannade kvar på uppskjutningsplattan. Räddningsraketen gjorde sedan sitt jobb på ett exemplariskt sätt och förde Merkurius till den erforderliga höjden på cirka 600 meter, där den släppte ut den. Testrapporten färdigställdes på mindre än en månad, och orsaken till felet identifierades som en så kallad "strömavbrott" orsakad av en felaktig lindning.

Förutom Little Joe-experimentet på Wallop Island (som i huvudsak skulle bevisa att räddningsraketen fungerar) började NASA också testa en annan viktig komponent, värmeskölden. Detta krävde en kraftfullare raket, den så kallade Big Joe-raketen. Big Joe var i huvudsak Atlas-raketen. I Big Joe-experimentet kopplades bärraketen Atlas-10D ihop med en Mercury-rymdfarkost som inte var i drift men som var effektiv i fråga om massa och storlek, och en värmesköld (som värms upp vid återinträdet, brinner upp, brinner upp, brinner upp, sönderfaller långsamt men distribuerar värmen effektivt) monterades på rymdfarkosten, som valdes efter en långvarig designdebatt.

Uppskjutningen ägde rum den 9 september 1959 från Cape Canaveral, skjutfält 14. Under flygningen fungerade allting perfekt fram till ungefär två minuter, då kontrollen fick en felsignal på telemetrin: separation av steget misslyckades. Eftersom steget fortsatte att flyga som dödvikt fanns det ingen chans att rymdfarkosten skulle nå den planerade höjden och hastigheten. Eftersom raketsteget var kvar på rymdfarkosten (vilket motverkade värmesköldens primära syfte) var man tvungen att leka med de reaktiva styrraketerna (i huvudsak de små extra styrraketerna som utför styrningen) för att få ner raketen, vilket i slutändan lyckades, även om drivmedlet för styrningen var helt förbrukat. Mercury-farkosten nådde slutligen en topphöjd på 140 km och efter en flygning på 2292 km nådde den Atlanten, där räddningsteam hittade den relativt intakt efter några timmars sökande.

Den 4 oktober 1959 ägde nästa Mercury-test rum - återigen på Wallop Island - som då var omärkt och först senare fick beteckningen Little Joe 6. Testet var i huvudsak ett steg tillbaka från det misslyckade första försöket, och det enda gemensamma är att den bärraketer som användes var densamma som hade lämnats kvar på uppskjutningsplattformen i augusti. När det gäller målen för flygprovningarna innebar det faktum att man gick tillbaka att de enda provningarna var att kontrollera raketens lämplighet och rymdfarkostens flygegenskaper och robusthet. För detta ändamål monterades en rymdkapsel med tillräcklig massa och storlek, men utan system och därför obrukbar, och ett lika obrukbart flykttorn tillsammans med raketen.

Under experimentet lyfte Little Joe den 16,5 meter höga och 20 ton tunga konstruktionen till en höjd av 65 kilometer, och i slutet av den två och en halv minut långa flygningen utlöste kontrollerna självförstörelsen som planerat. Delarna av rymdfarkosten slog ner i havet 115 kilometer bort. Experimentet ansågs vara en framgång.

På Wallop Island pågick experimenten kontinuerligt, och Little Joe-raketerna sköts upp varje månad till dags dato. Den 4 november 1959 sköts Little Joe 1A upp, en exakt kopia av den misslyckade Little Joe 1-flygningen. Målen var desamma, flygningen var avsedd att verifiera räddningsraketens lämplighet, med tillägg av så mycket data som möjligt om fallskärmssystemet. Kapseln som skulle flyga var återigen en oduglig modell, med endast räddningsraketen intakt. Pressen deltog också i experimentet, efter en kort strid där journalisterna kämpade för att få förstahandsinformation om flygningen (NASA:s personal gav därför pressen en detaljerad "utbildning" i förväg, så att eventuella avbrott i nedräkningen inte skulle rapporteras som ett misstag eller misslyckande).

Den 4 november genomförde LJ-1A slutligen en delvis lyckad flygning. Raketen lyfte upp rymdkapseln i luften till synes utan problem, men räddningsraketen utlöses inte förrän 10 sekunder efter den punkt då den dynamiska belastningen var som störst. Fallskärmssystemet fungerade perfekt, liksom räddningsverksamheten, så de sekundära och tertiära operativa målen uppfylldes till 100 procent. Orsaken till att räddningsraketen inte fungerade avslöjades inte, utan man spekulerade bara. Misslyckandet har lett till att försöket upprepas.

Little Joe 2 sköts upp från sin vanliga plats på Wallop Island den 4 december 1959 och var en avsevärd förbättring jämfört med det föregående försöket. Även om LJ-1A inte var en fullständig succé, kunde experimenterarna ändå lägga till levande flygning till Little Joe-Mercury-experimentet. De var nyfikna på hur en enkel organism som en liten kopparapa skulle bete sig under effekterna av rymdfarkostens rörelser, tyngdlöshet och strålning på hög höjd. Senare planerade de att lansera ytterligare ett biologiskt paket: havrekorn, råttneuroner, vävnadskulturer och insekter förbereddes för att följa med apan.

Uppskjutningen skedde i närvaro av två nya astronautkandidater, Alan Shepard och Virgil Grissom. Little Joe lyfte Mercury till 30 000 meter, och den uppskjutande räddningsraketen höjde höjden ytterligare och tog kapseln till 84 000 meter, innan den föll fritt från den döda punkten. Topphöjden blev nästan 30 000 meter lägre än planerat, vilket berodde på felberäknat luftmotstånd. Det slutade med att apan Sam bara upplevde 3 minuter av tyngdlöshet i stället för de planerade 4 minuterna. Efter cirka sex timmars vändande och tippande lyckades räddningsgrupperna dra upp den lilla apan ur havet efter en mjuk landning. Experterna förklarade att alla preliminära mål var framgångsrika och var entusiastiska - särskilt över den perfekt fungerande Little Joe-lanseringen - även om åsikterna senare blev mer nyanserade, särskilt biologerna klagade över de mindre tillfredsställande resultaten av djurförsöket. Huvudmålet uppnåddes dock, och räddningsraketen visade sig vara perfekt lämpad för en eventuell nödräddning av rymdfarkosten med levande varelser - till och med människor - ombord.

Apan Sam:s resa följdes av en upprepning av de inte helt lyckade flygningarna Little Joe 1 och 1A, med den lilla skillnaden att rymdfarkosten återigen bar på "någon", Miss Sam, en liten kvinnlig kopparapa. Den 21 januari 1960 sköts ännu en Little Joe-raket upp från Wallop Island, och den här gången fungerade den äntligen som förväntat. Raketen var mindre än 15 kilometer från sin planerade höjd och nådde en hastighet på över 3 200 km.

Den enda verkliga nyheten under flygningen var en räddningsövning där ingenjörerna simulerade en nödsituation på Little Joes utbrändhetshöjd och räddningsraketen måste skjutas upp. Operationen gick smidigt, och ytterligare 75 m

I februari 1960 beslutade NASA vid ett möte i Los Angeles (i viss mån baserat på Little Joe- och Big Joe-testerna) om den slutliga konfigurationen för Mercury-rymdfarkosten, Atlas-raketen och räddningsraketen, och planerade att genomföra den med den slutliga konfigurationen. Slutgiltigheten - och kanske förekomsten av fungerande hårdvara - var också tydlig i det faktum att flygningen inte var tänkt att skjutas upp som Big Joe, utan som den slutliga Mercury-Atlas-1. För flygningen tog de därför McDonnells fabriksbyggda rymdkapsel nr 4 och installerade ytterligare utrustning och instrumentering. Rymdfarkosten var mer en mätverkstad i sin slutliga uppbyggnad än ett fungerande rymdfordon, med tanke på de system som saknades (livsuppehållande system, pilotstol, instrumentpanel, styrraketer etc.) och som ännu inte hade installerats.

Parametrar som ska testas före flygningen

Den 24 juli fastställdes de parametrar som rymdfarkosten skulle uppnå (5700 m

En minut efter uppskjutningen förlorades all kontakt med raketen. En sekund innan sändningen avbröts mottogs en signal via telemetri om att tryckskillnaden mellan bränsletanken och behållarna för flytande syre plötsligt hade upphört. Eftersom ingen visuell kontroll fanns tillgänglig genom molnet var det inte möjligt att veta om denna signal var orsaken till problemen eller slutresultatet av problemen där tankarna förstördes, men det stod klart av signalerna att raketen och rymdfarkosten hade förstörts. Det var svårt att fastställa orsakerna, även om räddningsteam lyckades hitta den kraschade raketen och Mercury-kapseln i havet. Orsaken till felet kunde inte fastställas, men NASA beslutade att upprepa flygningen, men bara för att ladda rymdfarkosten med instrument för nästa test.

Utformningen av Little Joe 5-experimentet började ungefär ett år före den planerade uppskjutningen, och den ursprungliga idén var att skjuta upp den första operativa Mercury-rymdkapseln eller räddningsraketen med ett särskilt "paket" som innehöll en medelstor schimpans för att testa rymdfarkostens och dess passagerares beteende vid maximal Q. Förseningar vid landningen av rymdkapseln, problem med den så kallade "stapelringen" som förbinder rymdfarkosten och raketen och den pyrotekniska separationsutrustning som var inbyggd i den försenade dock förberedelserna, så Robert Gilruth beslutade (med STG-ingenjörernas samtycke) att ta bort schimpansen från planeringsmålen så att besättningen kunde koncentrera sig mer på tekniska frågor. Senare uppstod ytterligare problem med installationen av helium- och väteperoxidtankarna, vilket ledde till ytterligare förseningar. Det fanns också ytterligare viktproblem med den flygande utrustningen, vilket gjorde att det fanns risk för en oönskad landning i Afrika.

Uppskjutningen planerades slutligen till den 8 november 1960. Den dagen misslyckades experimentet helt och hållet. Raketen lyfte från Wallop Island klockan 10:18 lokal tid (15:18 UTC) och förstördes efter bara 16 sekunders flygning. Räddningsraketen avfyrades sedan i förtid, medan bärraketen fortfarande accelererade rymdfarkosten, men alla komponenter förblev kopplade, vek av från kursen och störtade i havet. Kapseln steg till en höjd av endast 16,2 km och kraschade i havet 20,9 km från uppskjutningsplattformen, långt ifrån målområdet. Räddningsstyrkorna tog senare upp en del av vrakdelarna ur havet för vidare analys.

Under andra halvan av 1960 väcktes idén inom NASA - dels av rädsla för att Sovjet skulle komma före dem, dels för att spara kostnader - att dela upp experimenten och, utöver omloppsflygning med Atlas-raketen, utföra ett så kallat rymdhopp (ballistisk omloppsflygning) med en mindre kraftfull raket, vilket skulle vara en rymdflygning endast i den meningen att den skulle korsa Kármánlinjen. Redstone-raketen valdes och på den byggdes Mercury-rymdfarkosten för att testa rymdsprånget.

För att testa den nya flygprofilen planerade ingenjörerna att flyga en Mercury-rumkapsel i full skala (fabriksnummer 2) med en Redstone-lansering (märkt MR-1) och ett räddningstorn i full skala. Planen var att använda denna kombination av utrustning för att testa rymdfarkostens automatiska styrnings- och landningssystem samt infrastrukturen för uppskjutning, räddning och spårning på marken. Dessutom ville de också testa hur systemet för upptäckt av avbrott fungerade (systemet var konfigurerat för att upptäcka och rapportera en avbrottssituation till kontrollsystemet, men inte för att själv utlösa ett avbrott).

Uppskjutningen var ursprungligen planerad till den 7 november 1960, men ett fel upptäcktes i heliumsystemet (trycket sjönk oväntat till en fjärdedel av det normala värdet), vilket gjorde att uppskjutningen fick skjutas upp, rymdfarkosten och värmeskölden demonterades från Redstone, felet avhjälptes (genom att tankarna byttes ut och kablarna kopplades om) och enheten monterades ihop igen. Den nya uppskjutningen var planerad till den 21 november 1960. Det var första gången som Mercurys kontrollcenter användes för att styra flygningen.

Uppskjutningen ägde rum kl. 9.00 lokal tid (14.00 UTC) från LC-5-rampen. De överraskade kontrollanterna såg genom periskopet i den nya kontrollcentralen att raketen dånade, men plötsligt upphörde dånet, raketen ryckte till, lade sig på sitt stjärtplan och tystnaden lade sig på uppskjutningsplattan. Omedelbart därefter startar räddningsraketen och flyger iväg, men lämnar rymdkapseln ovanpå raketen. Tre sekunder efter det att rymdraketen har flugit iväg fälls kapselns fallskärm ut och täcker kapseln, som då är halvt utfälld. Situationen blev mycket farlig på grund av att systemet inte fungerade: den fulladdade raketen stod på uppskjutningsrampen utan någon säkerhet och förlitade sig enbart på gravitationen, med fallskärmen hängande över sidan av hela enheten och hotade att blåsa omkull av en liten vindpust.

Misslyckandet gick så småningom in i rapporterna som "fyra-tumsflygningen" (andra har sammanfattat händelsen som "allt vi avfyrade var räddningsmissilen"). För det första valde befälet bland flera alternativ att vänta tills batterierna som behövdes för att driva missilens system var uttömda så att det flytande syret sakta kunde koka av och den explosiva missilen kunde närmas. Den felsökning som påbörjades avslöjade snart orsaken till problemet: under uppskjutningen kopplades olika kabelkontakter från raketen i olika sekvenser, och en felaktig kabel (en kortare kabel från en annan typ av Redstone) drogs ut ur raketen i fel ordning, så motorn uppfattade detta som ett avstängningskommando och stoppade uppskjutningen i god tid innan den var klar. När felet hade identifierats beslutades det att testet skulle upprepas.

Mindre än en månad efter det misslyckade försöket var NASA redo att göra ett nytt rymdhopp. Mercury-Redstone-1A-flygningen var en fullständig upprepning av det misslyckade försöket den 19 november. Rymdfarkosten var densamma (fabriksnummer nr 2) som den som hade demonterats från MR-1, och raketen som användes för monteringen var MRLV-3. Syftet med flygningen förblev detsamma: att verifiera att det automatiska styr- och landningssystemet och systemet för att avbryta flygningen fungerar med hjälp av den operativa rymdkapseln, raketen och flykttornet.

Uppskjutningen ägde rum den 19 december 1960 när Redstone-raketen lyfte från Cape Canaveral LC-5 raketrampen kl. 11.15 (16.15 UTC). Motorn var igång i 143 sekunder och rymdfarkosten fördes slutligen till en höjd av 210 kilometer (210 miles) och landade i Atlanten 378 kilometer (378 miles) från uppskjutningsplatsen. Den högsta hastigheten vid flygningens slut var 7900 km.

Efter det framgångsrika Mercury-Redstone-1A-uppdraget gick NASA omedelbart vidare till rymdfärden med Redstone-raketen, eftersom det var det snabbaste sättet för USA att slå Sovjet på fingrarna. Nästa steg var att göra ett fullfjädrad rymdhopp med en fullt utrustad rymdfarkost, men först med en apa ombord, ett slags generalrepetition innan man flög med en människa så att effekterna på levande organismer kunde studeras. Målen för Mercury-Redstone-2 definierades i enlighet med detta. I stället för de rhesusapor som redan använts i Little Joe-experimenten valdes dock en schimpans, en primat med en mer människoliknande kroppsbyggnad, för flygningen. På Holloman Air Force Base hade man redan inrättat en koloni med 40 apor för experimenten, och en av dem valdes ut för flygningen. Den valda apan föddes i Kamerun 1956 och överfördes till Amerika 1959, och för experimentet användes den ursprungliga Chang (inventarienumret ändrades från 65 till Ham. Ham hade inte den ursprungliga engelska betydelsen av "skinka", utan var en akronym som bestod av initialerna för Holloman Aerospace Medical Center, som ledde experimentet. Det som var nytt för Ham, jämfört med den tidigare flygningen, var behovet av att utforma tester för att testa kroppens reaktion på tyngdlöshet och effekterna av rymdflygning, förutom att mäta vitala funktioner. Det viktigaste av dessa tester var att utsätta djuret för olika ljud och

Tjugo veterinärer och skötare, med sex av de bästa djuren som valts ut på Holloman-basen, förflyttades till Cape Canaveral den 2 januari 1961, där de tilldelades en separat avdelning. På den nya platsen inleddes först en acklimatiseringsperiod, då aporna flyttades från Hollomans höjd på cirka 1 500 meter över havet till havsnivå, så att apornas uppmätta hälsovärden förändrades av objektiva skäl. Djuren delades sedan in i två separata grupper där medlemmarna i de två grupperna inte fick komma i kontakt med varandra, vilket förhindrade att en eventuell smittsam sjukdom spreds bland alla kandidater samtidigt. Under tiden före uppskjutningen övade schimpanserna dagligen de uppgifter som de hade lärt sig på Holloman-basen, men den här gången införlivades ljus- och ljudsignalerna och de reagerande armarna i en Mercury-hyttmodell i naturlig storlek för att djuren skulle kunna vänja sig vid den nya "arbetsmiljön". Dagen före uppskjutningen undersökte en medlem av Space Task Group och en veterinär från det nederländska teamet djuren och valde ut den lämpligaste kandidaten, Ham. Den schimpans som tilldelades flygningen fick också en backup, en hona vid namn Minnie. För de två utvalda exemplaren började uppskjutningsprocessen 19 timmar före den planerade uppskjutningen, då de utrustades med biosensorer för att mäta sina livstecken och fick en dietdiet. Sju och en halv timme före start genomfördes en sista läkarkontroll. Fyra timmar före start placerades de två djuren i tryckfyllda säten som var speciellt utformade för flygningen och fördes till uppskjutningsrampen.

Mercury-Redstone-2 sköts upp den 31 januari 1961 kl. 11:55 (16:55 UTC), efter en rad förseningar på grund av problem (hissen i startplattan fastnade, för många människor var onödigt närvarande i startplattans miljö, ett system tog 20 minuter längre tid att ställa in sig och locket på en av raketens anslutningar fastnade). Schimpansens resa var långt ifrån problemfri. En minut efter uppskjutningen upptäckte telemetridata en avvikelse på 1 grad i banan, och avvikelsen ökade. Accelerationen varade i 137 sekunder, varefter raketens automatiska motor stängdes av som planerat. Räddningsraketen uppfattade motoravstängningen som ett fel, men i stället för att koppla ur startade den upp och fortsatte att lyfta kapseln. När räddningsraketen misslyckades fick rymdfarkosten en för hög acceleration, vilket gjorde att det planerade avståndet på cirka 7081 km

Trots svårigheterna gjorde apan ett bra jobb. Precis som vid markträningen var han tvungen att dra i spakarna på olika signaler och missade bara två gånger av 50 (vilket återigen bestraffades med en liten elchock). Vid landningen blev ytterligare ett problem uppenbart för kontrollanten. Felet inträffade under raketsepareringen och den falska uppskjutningen av räddningsraketen, och de bromsförstärkningsraketer som användes för att fastställa den slutliga banan vid landningen (som var bundna i ett "paket" och fastspända i botten av kabinen för att lätt kunna lossas i slutet av inbromsningen) lossnade i förtid. Därför skedde inte bromsmanövern i början av banan. Kapseln återvände sedan till atmosfären och på grund av de många ändringarna i banan utsattes Ham för 14,7 G vid maximal retardation. Problemen kvarstod inte i rymdfarkosten under nedstigningen. Ham landade i Atlanten efter en flygning på 16 minuter och 39 sekunder, 679 kilometer från uppskjutningsplatsen och 90 kilometer från det närmaste väntande fartyget, destroyer USS Ellison. Under landningen skadades kabinen, värmeskölden slets av och det fanns en läcka, så att vatten började strömma in i kabinen och hotade att sänka den. Ett P2V-sök- och räddningsflygplan som skickades ut för att övervaka landningen och lokalisera kabinen i vattnet upptäckte att Mercury-hytten låg upp och ner i vattnet 27 minuter efter landningen. Kommandot beordrade sedan flottan att beställa helikoptrar för en tidig räddning, eftersom det skulle ha tagit minst två timmar att bärga båten. Det närmaste helikopterflygplanet, USS Donner, skickade en sök- och räddningshelikopter som till slut bärgade den sjunkande rymdkapseln. Piloterna uppskattar att cirka 360 liter vatten hade samlats i kabinen när den bärgades. Förutom skadorna på kabinväggen trängde vatten in i kabinen genom en ventil (samma ventil genom vilken luft släpptes ut under flygningens inledande fas och förblev öppen). Efter uttagningen transporterade helikoptern kabinen till USS Donner och dörren öppnades ombord. Marinkåren hittade Ham fastspänd i sitt säte, välbehållen och frisk. Djuret, som var i god kondition, fick ett äpple och en apelsin från galären, som han åt med förtjusning.

Hams uppdrag var inte en självklar framgång, så det var nödvändigt att göra ändringar i raketen och testa dess funktionalitet på ytterligare en testflygning före en bemannad rymdfärd.

Under tiden gjordes också framsteg med den andra delen av experimentet, omloppsflygning. Nyckeln var att göra Atlas-raketen rymdkvalificerad för Mercury-programmet, som hade misslyckats spektakulärt med Mercury-Atlas-1. Under utredningen av olyckan riktades misstankarna mot raketens konstruktion som en möjlig källa till felet. Atlas var en s.k. fotogen-oxygenraket (dvs. med RP-1 fotogen som bränsle och flytande syre som oxidationsmedel), vars första lyckade uppskjutning lyckades den 17 december 1957 som en militär ballistisk missil. Konstruktionsfilosofin för strukturen var ganska unik, ingenjörerna använde den så kallade gasballongmetoden: rymdfarkostens tankar var gjorda av rostfritt stål tunnare än papper och fylldes i takt med att de evakuerades med heliumgas med ett tryck på 170-413 kPA, vilket gav strukturell styrka åt hela raketen. Enligt testarna exploderade raketen eller föll sönder på grund av otillräcklig strukturell styrka, så nästa Atlasraket fick ett stålband (känt som en bindningsbroms eller ett bälte på astronautspråk) som förstärkning för att kompensera för den "tunnväggiga" versionens strukturella svaghet. Bandet testades först i ett laboratorium och en vindtunnel och befanns vara lämpligt, men det blev en lång debatt mellan Space Task Group, flygvapnet och Convair om huruvida det var en lämplig lösning. I slutändan rekommenderade majoriteten av STG och Convair James Webb, den nye chefen för NASA, att han skulle godkänna flygningen (Webb, som var ledare för några dagar, tog risken att gå emot flygvapnet, som hade mer erfarenhet av att driva raketen och var emot experimentet, och att dra alla konsekvenser av ett misslyckande på sig själv och NASA).

Märkligt nog specificerade ingenjörerna dock inte ett test i omloppsbana utan endast ett suborbitalt test, som en försiktighetsåtgärd, raketen skulle i princip bara accelerera Mercurykapseln till ett automatiskt rymdhopp. Webb fattade sitt beslut och raketen, den bemannade raketen och räddningsraketen monterades snabbt ihop och förbereddes för uppskjutning. Den 21 februari 1961, kl. 9:28 (14:28 UTC), sköts rymdfarkosten upp utan problem och övervakades av kontrollanter från det lokala kontrollcentret. Flera personer vågade knappt andas vid uppskjutningen, och hörbara suckar av lättnad hördes när raketen och rymdfarkosten efter en minuts flygning passerade max Q-zonen och fortsatte att accelerera som planerat. Telemetrin angav sekventiellt avstängning av bärraketen, separation av rymdfarkosten från raketen, separation från räddningstornet, rullning av rymdfarkosten till bromsantändningen, bromsmanövern och slutligen separation av bromspaketet. Radiokontakten förlorades vid denna tidpunkt på grund av avståndet, men snart rapporterade USS Greene att den tog emot signaler från den återvändande kapseln och raketen och att den visuellt övervakade återinträdet. I landningsområdet (en ellips med en diameter på 20×40 miles med fel) väntade USS Donner på rymdfarkostens ankomst. Destrojaren upptäckte rymdfarkosten och de räddningshelikoptrar som skickades ut lyfte ombord Mercury inom 24 minuter. Försöket var en fullständig framgång.

Ingenjörerna ansåg att det var viktigt att testa rymdfarkostens system i det maximala dynamiska tryckområdet (max Q) och förväntade sig att göra framsteg på detta område genom att upprepa den misslyckade Little Joe 5-flygningen (trots att data från Mercury-Atlas-testerna redan var tillgängliga). Det var därför man ville upprepa LJ-5, särskilt mot bakgrund av att man i det vänstervridna försöket inte lyckades identifiera orsaken till misslyckandet.

Den 18 mars 1961, klockan 11:49 (16:49 UTC), sköts Little Joe 5 upp från Wallop Island, men den här gången fungerade inte allting som det skulle. Bara 20 sekunder efter uppskjutningen och 14 sekunder före tidsgränsen aktiverades flyktraketen igen, rymdfarkosten separerades från raketen och träffade den nästan, och sjönk sedan ner i havet med fallskärmen. Kapseln landade slutligen 28 kilometer från den angivna landningsplatsen med en lätt skadad fallskärm. Enligt analysen efter flygningen utövade det dynamiska trycket (drag) en sådan strukturell deformationskraft på rymdfarkostens struktur att vridningen av skrovet och skrovet fram och tillbaka så småningom gjorde att elektroniken blev orolig, vilket gav ett falskt avbrytningskommando. Experimentet misslyckades återigen, eller åtminstone delvis.

Hams resa var inte en självklar framgång, så mycket att Alan Shepards flygning med Mercury-Redstone-3 inte skulle följa, men Wernher von Braun, chef för NASA:s Marshall Space Flight Center, tvingades göra ändringar i raketen och testa funktionaliteten av ändringarna vid en ny testflygning. Under tiden hade en viss kontrovers brutit ut mellan raketkonstruktören och presschefen om hur säkerhetsfrågorna kring den första amerikanska astronauten skulle presenteras för allmänheten. NASA:s kommunikationspolicy var att ingen astronaut skulle tillåtas åka ut i rymden förrän de kunde garantera till 100 procent att hårdvaran var tillförlitlig för att passageraren skulle kunna återvända på ett säkert sätt, medan von Braun sa att risken var en risk som måste accepteras, och att den definitivt fanns där, och att den var större än att köra bil på USA:s vägar, men definitivt inte större än risken för de skyttelpiloter som kandidaterna kom från. Den senaste flygningen har inte ens fått något serienummer, utan har fått den oplanerade beteckningen Mercury-Redstone-BD (eller Booster Development). Redstone byttes på sammanlagt sju platser. En av ändringarna var att förhindra att raketen accelererar för snabbt, vilket uppnåddes genom att ändra en liten servoventil så att mindre väteperoxid kan komma in i den ånggenerator som driver bränslepumparna, vilket minskar pumparnas effekt. Den så kallade dragkraftsreduceraren, en komponent som kontrollerar mängden bränsle som strömmar genom motorn och som också var utformad för att förhindra överacceleration, ändrades också. En annan källa till problem var vibrationerna i raketens övre del som orsakades av luftkrafterna, så fyra styvare installerades och isoleringen på raketväggen ändrades (65 sensorer installerades för att testa effekterna). Ytterligare fem strömbrytare installerades för att motorn skulle kunna stängas av så noggrant som möjligt innan oxidationsmedlet tog slut.

Uppskjutningen gav också markpersonalen möjlighet att öva under verkliga förhållanden som de senare skulle möta med mänskliga rymdfarkoster. På uppskjutningsdagen parkerades en M113-pansarbil 300 meter från uppskjutningsplatsen, där besättningen - inklusive den "brandmästare" som övervakade uppskjutningen - tog plats och väntade på att benflygaren skulle göra sitt jobb i bullret från uppskjutningen. Ett annat fordon - en tom lastbil belagd med asbest - parkerades 20 meter från raketens gasstråleavledare för att simulera det mobila räddningstornets position. Under uppskjutningsförberedelserna uppstod ett mindre problem med att bränsletemperaturen steg till nära kokpunkten och att en del vätska rann ut ur raketen. Tankningsprocessen styrdes av en dator som måste justeras för att lösa problemet.

Den 24 mars 1961, klockan 12.30 lokal tid (17.30 UTC), sköts raketen upp. Raketen lyfte som planerat, även om sluthastigheten vid avfyrningen var 26,7 m

Efter det första framgångsrika testet av Atlas-missilen har förberedelserna för nästa test påbörjats. Det är nu säkert att den förbättrade produktionsraketen D-100 kommer att användas för detta test - med Mercury nr 8-kabinen. Förbättringen bestod i att byta ut raketens sidovägg mot ett tjockare material, som lovade större strukturell stabilitet, för att undvika att Mercury-Atlas-1 kraschade av denna anledning. Den ursprungliga planen var att Atlas skulle ta med Mercurykapseln på en ballistisk flygning över Atlanten med lång bana (2 000-2 500 kilometer i stället för 400-500 kilometer vid Mercury-Redstone-rymdhoppningen), men efter Gagarins flygning skrevs flygplanen om helt och hållet och en omloppsflygning med en enda vändning var nu planerad. Dessutom utrustades en robotrymdfarkost med en "robot" som förutom att ta emot olika instrument kunde imitera andning med hjälp av ett särskilt pumpsystem för att mäta belastningen under flygning och på så sätt testa livsuppehållande system. Enligt plan B kunde flygningen, om Atlasraketen inte hade nått den nödvändiga hastigheten, ha avbrutits var som helst över Atlanten och omvandlats till ett uppdrag som låg minst lika nära en suborbital flygning som det ursprungligen var planerat.

Mercury-Atlas-3 sköts upp den 25 april 1961 kl. 11.15 lokal tid (15.15 UTC) utan några större förseningar, men på grund av ett fel i kontrollsystemet - rymdfarkosten flög rakt upp och låste inte fast sig på sin bana - var den tvungen att självdestrueras vid den 43:e sekunden av flygningen. Den enda fungerande enheten var räddningsraketen, som automatiskt separerade Merkurius innan Atlas exploderade, så att den senare kunde sjunka ner i havet. En del av Atlas vrakdelar, inklusive dess styrsystem, hittades två månader senare på olycksplatsen, djupt inbäddat i leran, vilket gjorde det möjligt att identifiera orsaken till misslyckandet.

På Wallop Island pågick förberedelserna för den sjunde Little Joe-uppskjutningen, eftersom det ansågs absolut nödvändigt att genomföra de misslyckade testerna av LJ-5 och LJ-5A. För detta ändamål använde de Mercury-hytt nummer 14, som den här gången var lastad med ännu fler instrument. Den ursprungliga planen var att raketen skulle gå en brant bana upp till 15 000 meter, där den skulle kunna lossna från rymdfarkosten, flygledartornet skulle lossna, fallskärmen skulle kunna skjutas ut från fallskärmshuset och landningen skulle kunna påbörjas. Den maximala Q-styrkan är cirka 5000 kg.

Den 28 april 1961, kl. 9:03 (14:03 UTC), startade flygplanet. Observatörerna såg genast att en av Castors motorer inte hade startat, vilket gjorde det uppenbart att banan skulle bli mycket lägre. I slutändan tog raketen rymdfarkosten till en höjd av endast 4 500 meter, medan den kraft som uppmättes under max Q var nästan dubbelt så stor. Den planerade avbrytningen av flygningen skedde vid den 33:e sekunden. Rymdfarkosten landade slutligen 3,5 kilometer från landningsplatsen och räddningshelikoptern lyfte ut den utan problem. Med tanke på strukturen, som kan bära dubbelt så stor belastning, förklarades experimentet lyckat, trots att banan var helt fel.

Misslyckandet med Mercury-Atlas-3 har lett till att planerna för nästa flygning har skrivits om helt och hållet. De ursprungliga planerna omfattade en upprepning av den tidigare rymdfärden med en apa ombord, men detta ändrades senare till en robotastronaut som ersatte apan och en flygning med tre omloppsbanor runt jorden, som skulle genomföras av NASA i april 1961. På grund av misslyckandet med MA-3 och sedan en rad förseningar i produktionen av Atlas, sköts experimentet upp och flygplanen ändrades. Dessutom fattades ett ovanligt beslut om att använda Mercury-hytt 9 för flygningen: MA-3:s hytt 8, som hade fallit i havet, fiskades upp ur havet, de nödvändiga reparationerna och utbytena gjordes och hytten byggdes upp på Atlas-raketen. Senare hittades defekta transistorer i fabriken och man misstänkte att de kunde ha använts i Atlas och till och med i rymdfarkosten, så den redan monterade enheten återvände till hangaren och demonterades på nytt. NASA beordrade sedan en så noggrann inspektion som möjligt, eftersom USA knappast hade råd att vara sent ute i rymdkapplöpningen - särskilt efter Gagarins och Tyitovs prestationer - och ännu mindre att misslyckas. Lanseringsdatumet försenades också länge på grund av inspektioner, samtidigt som orkansäsongen slog till, och förberedelserna fick avbrytas två gånger på grund av orkaner.

Enligt de nya planerna skulle Mercury-Atlas-4 flyga i omloppsbana, inte suborbitalt, utan i omloppsbana, med endast en omloppsbana runt jorden. Under denna tid kunde raketens och rymdfarkostens beteende observeras under hela uppskjutningsprocessen (och raketens beteende under ytterligare tre dagar tills den naturliga retardationen förde den tillbaka till atmosfären). I princip var allt (acceleration, separation av raketen, bromsning, återinträde) mycket likt rymdhopp, men i större skala, med högre belastning på strukturen, en högre värmesköld och ett större område som skulle täckas av de sök- och räddningsgrupper som sattes in till sjöss.

Slutligen, den 13 september 1961, sköts den fjärde rymdfarkosten Mercury-Atlas upp och kretsade framgångsrikt runt jorden. Den största frågan efter uppskjutningen var om den strukturella förstärkning som den förtjockade sidoväggen ger skulle vara tillräcklig för raketen. Även om instrumenten uppmätte kraftiga vibrationer under de första sekunderna klarade raketen både denna belastning och den efterföljande maximala dynamiska vibrationen (den maximala vibrationsbelastningen, kallad max Q, som varierar med lufttäthet och hastighet) väl. Rymdfarkosten presterade under eller över vissa flygparametrar och placerade sig så småningom i en något annorlunda men tillfredsställande omloppsbana runt jorden. Den enda avvikelse som observerades under omloppsbanan var i syreförsörjningssystemet, som då fick slut på den gas som behövs för att försörja astronauten (uppenbarligen på grund av en mindre läcka i avsaknad av en användare) mycket snabbare än planerat. De andra systemen fungerade tillfredsställande. I slutet av den enda omloppsbanan, i Hawaiiområdet, bromsade kontrollsystemet rymdfarkosten med hjälp av retardationsraketer och kapseln började sin återinträde i atmosfären. Efter 1 timme 49 minuter och 20 sekunder av flygning landade den 176 kilometer från Bermuda, där den togs ombord av destrojaren USS Decatur. Flygningen var framgångsrik och efterföljande analyser visade att alla operationer var tillfredsställande.

Mercury-Scout-1 var ett separat NASA-experiment som inte syftade till att utvärdera Mercury-hårdvarans kapacitet och lämplighet, utan till att testa radiospårningsnätverket på marken för efterföljande flygningar. Vid tiden för Mercury-programmet fanns det ännu inga geostationära kommunikationssatelliter, så radiokommunikationen med rymdfarkoster i omloppsbana runt jorden sköttes av markbaserade radiostationer och fartyg som patrullerade haven längs den förväntade banan för en senare bemannad rymdfarkost. Principen var att när rymdfarkosten kom inom några hundra kilometer från en mottagarstation, upprättades kontakt via radioband för kortvåg (RH), ultrakortvåg (URH) eller ultrahögfrekvens (UHF) och radarsignaler på C- och S-bandet. Utanför räckvidden för mottagningsstationerna på marken flög rymdfarkosten utan kontakt med marken. Stationerna var själva anslutna till NASA:s kontrollcenter via land- och undervattenskablar och långvågiga radiolänkar.

Planen var att använda en modifierad Scout-raket för att skjuta upp en miniatyrkommunikationssatellit som skulle simulera Mercury-rymdfarkosten. Den 67,5 kg tunga MS-1-satelliten hade formen av en fyrkantig låda som innehöll två kommandomottagarenheter, två minipositioneringssignaler, två telemetri-signaler, S- och C-bandsradartranspondrar och antenner. Det första försöket att skjuta upp Mercury-Scout-1 gjordes den 31 oktober 1961, men raketmotorn gick inte igång. Besättningen kontrollerade tändledningarna och planerade en ny uppskjutning för nästa dag. Den 1 november 1961, kl. 10:32 UTC (15:32), sköts testfarkosten upp, men vid den 28:e sekunden av flygningen började raketens första steg att sönderfalla, och vid den 43:e sekunden utfärdade kontrollen kommandot för självförstöring. Felet tillskrevs en tekniker som hade installerat en av styrsystemets ledningsnät på fel sätt. Senare avbröt NASA testerna av Mercury-Scout eftersom andra experimentella flygningar redan hade lyckats kretsa runt jorden och testade spårningssystemet.

På grund av Atlas-raketens otillförlitlighet - och trots tidsfördröjningen - beslutade NASA:s ledning att innan en rymdfarkost med en astronaut ombord skjuts upp skulle man följa samma schema som för rymdhopp och först provflyga en schimpans. För att göra detta har de förberett en Atlas-raket (Atlas 93-D) och en Mercury-farkost (nr 9) för flygningen och skickat ett team på fem apor och deras tränare, veterinärer, från Holloman Air Force Base till Cape Canaveral. Aporna utsattes för en så kallad cykel med fyra problem som simulerade arbete i rymden och som de senare skulle behöva utföra under en rymdflygning. I den fick aporna dra i två spakar med vänster eller höger tass som svar på olika ljussignaler, med en svag elchock för ett felaktigt svar. Sedan, efter ett grönt ljus, måste en spak dras i en hävstång med 20 sekunders fördröjning, varefter apan fick vatten (ingen chock gavs om det misslyckades, men det måste upprepas tills timingen var korrekt). För det tredje måste en spak dras i en hävstång exakt 50 gånger, varefter apan fick en bit banan. I det fjärde testet blinkade tre trianglar, fyrkanter och cirklar (tre i rad, två identiska och en annorlunda) och försökspersonen var tvungen att välja den symbol som inte passade in i raden, och även här straffades han naturligtvis med en elchock om han gjorde fel. Från gruppen av fem apor valde läkarna slutligen Enos, den manliga schimpansen (Enos betyder "man" på hebreiska och grekiska, innan dess var schimpansen endast känd genom sitt registreringsnummer, 81).

Mercury-Atlas-5 lyfte den 29 november 1961 och kretsade normalt runt jorden, med endast mindre sensorfel som inte påverkade flygningen nämnvärt. Enos fortsatte övningarna på samma sätt som han hade tränats för de fyra tidigare problemcyklerna. Under den andra omloppsbanan började dock en rad problem uppstå. Det mest besvärliga var att apan började få elektriska stötar även när den svarade rätt, så testet började ge falska resultat, och när apan i ilska slet av sensorerna som mätte vitala tecken slutade insamlingen av medicinska data. Ett allvarligare problem var dock att en av styrdysorna gick sönder. En bit metallsplitter i bränsleledningen orsakade ett fel på munstycket, vilket ledde till att rymdfarkostens rumsliga position avvek från den korrekta. Det automatiska systemet korrigerade detta från tid till annan med de andra strålarna, men det resulterade i att mer bränsle användes än förväntat. Felet hotade att drivmedlet som drev drivraketerna skulle ta slut i slutet av den planerade tredje omloppsbanan och rymdfarkosten skulle inte kunna positioneras korrekt för bromsning och därmed inte kunna föras ut ur omloppsbanan enligt tidsplanen. Chris Kraft, som var chef för flygningen, beslutade därför i slutet av den andra omloppsbanan att förkorta flygningen och ta ner Enos. Landningen var en perfekt framgång och Mercury landade i Atlanten efter två omloppsbanor och 3 timmar 20 minuter och 59 sekunder av flygning utanför Bermudaöarna. Utvärderingar efter flygningen visade att flygningen var en framgång och banade väg för mänsklig flygning i omloppsbana.

Mänskliga flygningar

Efter förberedande obemannade flygningar blev Mercury-Redstone-3 NASA:s första försök att skicka upp en amerikansk astronaut i rymden. Programmet hade redan tidigare förgrenat sig till rymdsprång i omloppsbana och suborbitala rymdsprång, efter nyheten om Sovjets avancerade och framgångsrika rymdexperiment, och den första flygningen med en människa i rymdfarkosten planerades som ett rymdsprång. De amerikanska ambitionerna var att den första amerikanska astronauten skulle bli den första mannen i rymden, men sovjetiska ingenjörer hann före NASA och sköt upp Vostok-1 med Jurij Gagarin ombord den 12 april 1961, och USA förlorade denna del av rymdkapplöpningen. Den sovjetiska flygningen ökade bara trycket på NASA, och John F. Kennedy uppmanade USA att skicka upp en rymdfärja i rymden så snart som möjligt som ett svar.

Som ett resultat av en särskild urvalsprocess - NASA:s chef för besättningsurval Robert Gilruth lät astronautkandidaterna själva rösta om vem de ansåg vara bäst lämpad att bli den förste att flyga, utöver dem själva - nominerades Alan Shepard till den historiska flygningen.

Flygningen ägde rum den 5 maj 1961. Shepards uppdrag var en flygning på cirka 15 minuter, under vilken han var tvungen att korsa den så kallade Carmine-linjen, den teoretiska gränsen för rymden på 100 kilometers höjd, samtidigt som han övervakade rymdfarkostens system och rapporterade om dess driftsparametrar. Han var också tvungen att övervaka sin egen kropps reaktioner för att bevisa att flygningen inte skulle innebära en outhärdlig påfrestning för människokroppen. Enligt flygplanen var uppskjutningen planerad till cirka 7.00 på morgonen, men den försenades med flera timmar på grund av upprepade uppskjutningsförseningar. Detta är ett av de märkligaste konstruktionsfelen i rymdfartens historia. Under förberedelserna för uppskjutningen, som till slut förlängdes med nästan tre timmar, fick astronauten ett behov av att kissa, vilket följdes av en lång diskussion i kontrollrummet om hur man skulle hantera detta (eftersom inget system för uppsamling av urin hade utformats i rymddräkten). Till slut "tillät" kontrollen astronauten att urinera, vilket var det minst dåliga.

Slutligen har rymdfarkosten Freedom 7 med radiokalltecken framgångsrikt skjutits upp från Cape Canaveral LC-5. Redstone-raketen satte Mercury-rymdfarkosten i en parabolisk bana med en högsta höjd på 187 kilometer, vilket gjorde Shepard till den första amerikanen att ta steget ut i rymden. Flygningen varade i 14 minuter och 49,41 sekunder medan Shepard rapporterade om rymdfarkostens operativa egenskaper och observerade jordens yta. Det enda mindre felet inträffade vid landningen: raketpaketet som används för att bromsa lossades korrekt, men kabinens indikatorlampa visade motsatsen. Rymdfarkosten landade framgångsrikt i Atlanten nordost om Bahamas och togs ombord av hangarfartyget USS Lake Champlain.

Efter den framgångsrika flygningen hade president John F. Kennedy rätt referenspunkt för att utvidga det amerikanska rymdprogrammet och tillkännagav Apolloprogrammet, vilket han gjorde 20 dagar senare inför den amerikanska kongressen. Alan Shepard tilldelades NASA:s utmärkelsemedalj av presidenten för sina prestationer, och medierna gjorde honom till en nationalhjälte.

Mercury-Redstone-4 blev NASA:s andra rymdflygning med en människa i rymden. Huvudsyftet med flygningen var att upprepa Alan Shepards resa på sex veckor, för att visa att den är säker. Rymdfarkosten modifierades på ett antal sätt, varav två av de viktigaste var installationen av en demonterbar kabindörr och ett stort fönster. Dörren kunde påskynda räddningsinsatser samtidigt som den var lättare än alternativet (en mer komplicerad låsmekanism), och fönstret var både en förändring av designfilosofin och en praktisk observationspunkt. Tidigare hade ingenjörerna betraktat astronauten som en passagerare snarare än som förare av rymdfarkosten, med liten hänsyn till hans eller hennes åsikter, men astronauternas självbejakande agerande har förändrat den uppfattningen.

Astronauten Virgil "Gus" Grissom fick uppdraget (hans backup var John Glenn). Flygningen skulle ha startat den 18 juli 1961, men på grund av ogynnsamma väderförhållanden fick uppskjutningen skjutas upp till dagen därpå, och sedan ytterligare två dagar på grund av samma dåliga förhållanden en dag senare. Slutligen, den 21 juli 1961, var förutsättningarna för att Grissom skulle kunna skjutas upp klockan 7:20:36 lokal tid (12:20:36 UTC). Rymdfarkostens anropssignal var Liberty Bell 7. Accelerationsfasen varade 142 sekunder, den tid det tog Redstone-raketen att accelerera rymdfarkosten, som var 2 km

Grissoms uppgifter började efter att framdrivningen hade upphört, i gravitationsfrihetsfasen. Först var han tvungen att utföra manuella kontrolltester av rymdfarkosten, nickning, fläktrörelse och rotation runt axeln (det senare utfördes inte på grund av tidsbrist), följt av minuter av observation av jordytan. Astronauten tillbringade cirka 5 minuter i tyngdlöshet och nådde en maximal höjd på 190 kilometer. Därefter påbörjades bromsmanövern för att styra kapseln mot den angivna landningsplatsen. Rymdfarkosten passerade genom atmosfären utan några särskilda problem, och på 6300 meters höjd öppnades fallskärmen och på 3700 meters höjd öppnades huvudfallskärmen, och Liberty Bell 7 landade smidigt i Atlanten, nordost om Bahamas. Efter landningen började Grissom förbereda sig för att räddningshelikoptern skulle kunna ta sig ut, men oväntat gick den nyutvecklade hopfällbara kabindörren sönder och vatten började tränga in i kabinen, som började sjunka. Astronauten evakuerades från kapseln och en av de helikoptrar som anlände började lyfta ut kapseln och Grissom. Helikoptern som lyfte kapseln hade först ett problem med oljetrycket, sedan kunde den översvämmade kapselns massa inte längre bärgas av helikoptern, som var tvungen att släppa Liberty Bell 7, som sjönk på några ögonblick. Grissom fick också problem, eftersom dräktens nackdel inte var tillräckligt tät för att hålla astronauten flytande, och rotorbladen från de två helikoptrarna som svävade över honom piskade vattnet runt honom så mycket att han flera gånger hamnade under vatten och nästan drunknade. Han räddades så småningom, men den sjunkna kabinen tog med sig de värdefulla data som registrerats i flygregistret. En av de viktigaste frågorna var att ta reda på varför dörren exploderade och om denna lösning skulle kunna användas på ett säkert sätt vid framtida expeditioner, men både hytten och dörren sjönk till ett djup av 4 500 meter och man kunde bara lita på Grissoms berättelse, som hävdade att dörren oavsiktligt hade aktiverats utan hans inblandning. Astronautens påstående ifrågasattes, särskilt med tanke på att en provdörr i kabinen inte hade lyckats utlösa en oavsiktlig explosion, vilket innebar att driftsparametrarna hade överskridits avsevärt, men Grissom insisterade på att dörren hade fungerat dåligt och denna version accepterades slutligen som den officiella versionen.

Hytten hade legat på havets botten i 38 år, på ett djup av cirka 4 500 meter, när företaget Oceaneering, som leds av Curt Newport, först sökte efter den och sedan tog upp den till ytan med hjälp av djuphavsutforskningsrobotar som en del av en expedition som sponsrades av tv-kanalen Discovery Channel. Tre tidigare försök av Oceaneering att lokalisera hytten med hjälp av teknik som utvecklats för att återskapa vrakdelar från rymdfärjan Challenger och data från NASA misslyckades 1987, 1992 och 1993. Newport övertalade senare tv-bolaget Discovery Channel att finansiera en separat expedition enbart för att leta efter och bärga rymdfarkosten. Expeditionen, som gick till sjöss under andra halvan av april 1999, upptäckte det relativt intakta "vraket" den 1 maj 1999 och förde upp det till ytan den 20 juli 1999 (30-årsdagen av månlandningen). Kapseln transporterades till Kansas Cosmosphere and Space Center för att visas upp.

Mercury-Atlas-6 var den tredje rymdflygningen för människor i programmet och den första som USA genomförde för att placera en rymdfarkost i omloppsbana. Flygningen kom också på tredje plats i historien om flygningar i omloppsbana, efter Yuri Gagarin och German Tyitov. För den amerikanska allmänheten var denna tredjeplats också ett bakslag, eftersom den inte lyckades "kompensera" för Gagarins andra första plats i rymdkapplöpningen, och Tyitovs flygning i 17 omloppsbanor på en dag visade på ett spektakulärt sätt hur stort det amerikanska gapet var. Under en tid var det enda hopp som fanns kvar i allmänhetens ögon det svaga hoppet om att en amerikansk rymdfarkost skulle kunna gå runt jorden 1961, men det hoppet grusades när förberedelserna för en omloppsflygning fortsatte att glida iväg. Nyckeln till flygningen, den helt nya Atlasraketen, den enda i USA som kunde accelerera ett föremål på 1,5-2 ton till sin första kosmiska hastighet, var mycket opålitlig och testflygningarna drabbades av en rad misslyckanden som hindrade NASA från att godkänna det första mänskliga experimentet. I en serie testflygningar exploderade Mercury-Atlas-1 i den 58:e sekunden av flygningen, förmodligen på grund av en strukturell svaghet i raketen, och Mercury-Atlas-2 kompenserade för misslyckandet med en lyckad flygning. Därefter misslyckades den strukturellt förstärkta Atlasraketen återigen under Mercury-Atlas-3-flygningen, då den måste fjärrdetoneras på grund av ett fel i styrsystemet. Mercury-Atlas-4 hade mer tur, och med den robottekniska rymdfarkosten ombord fullbordade Mercury-kapseln en omloppsbana runt jorden.

På grund av den dåliga tillförlitligheten beslutade NASA att ytterligare en testflygning måste tas med i programmet innan en människa fick gå ombord: en apa användes för att simulera en mänsklig flygning. Efter förebild av Mercury-Redstone-2, då schimpansen Ham flög och löste uppgifter, tränades en schimpanshane vid namn Enos för en relativt komplicerad uppgift och skickades upp den 29 november 1961 med Mercury-Atlas-5. Testet var en framgång, även om ett fel i styrsystemet gjorde att rymdfarkosten måste tas ned i slutet av den andra omloppsbanan i stället för den tredje. NASA:s ledning utsåg John Glenn, som hade varit reservastronaut vid de två rymdsprången och därför deltagit i träningen inför två specifika flygningar, att flyga uppdraget (Scott Carpenter utsågs som reserv den här gången). Glenn valde, i enlighet med sitt privilegium, anropssignalen Friendship 7 och valde därmed också namnet på rymdfarkosten.

Efter flera förseningar skedde uppskjutningen den 20 februari 1962 kl. 9:47:39 (14:47:39 UTC), Florida-tid. Den här gången fungerade Atlas perfekt och rymdfarkosten befann sig i en elliptisk bana på 159×265 km, nästan exakt som planerat. Glenns uppgifter var att övervaka instrumenten, observera jordens yta, utföra olika kroppsrörelser och visuella observationsövningar samt styra rymdfarkosten manuellt. I den första omloppsbanan fungerade rymdfarkosten perfekt, men i slutet av omloppsbanan uppstod ett mindre problem, en av roderstrålarna började fungera dåligt och Glenn var tvungen att kompensera manuellt från tid till annan. Dessutom observerades staden Perth i Australien och mystiska gnistor (Glenn kallade dem "eldflugor") dök upp runt rymdfarkosten över Stilla havet (det var först långt senare som fenomenet avkodades, det var isskärvor som bildades genom att fruset slask lossnade från rymdfarkostens väggar i solljuset, och som lyste starkt i solljuset som gnistor). I slutet av den första omloppsbanan visade ett instrument att värmeskölden inte var i ett fast läge och kunde ha lossnat under inbromsningen inför återinträdet. Från och med då arbetade kontrollen för att lösa problemet.

Den andra och tredje rundan liknade den första, med visuella observationer och manuell kompensation för den defekta munstyckets avböjningseffekt. Den kontinuerliga motstyrningen förbrukade dock för mycket drivmedel, och efter ett tag fick rymdfarkosten driva runt. I slutet av den tredje omloppsbanan var det dags att landa. Kontrollen instruerade Glenn att inte ta loss det så kallade landningspaketet (ett bromsraketerpaket som var fäst med läderremmar på värmeskölden), utan att låta det sitta kvar tills värmen från återinträdet brände av det och lossade det, så att värmeskölden kunde sitta kvar så länge som möjligt när flygstyrkorna kunde hålla det på plats. Lösningen fungerade, Glenn visade en smidig landning trots farhågorna om att rymdfarkosten inte stabiliserades vid landningen på grund av att drivmedlet förbrukades för tidigt och att Friendship 7 svängde långt över sin konstruktion. Slutligen landade rymdfarkosten i Atlanten nära Turks- och Caicosöarna, 64 kilometer från den planerade landningsplatsen, efter en flygning på 4 timmar, 55 minuter och 23 sekunder. Rymdfarkosten togs ombord på förstöraren USS Noa.

Efter flygningen tilldelade president John F. Kennedy Glenn en utmärkelsemedalj för framstående tjänster.

Mercury-Atlas-7 var NASA:s fjärde flygning med en människa ombord, och den andra som flög rymdfarkosten i jordens omloppsbana, och genomförde tre omloppsbanor. Med Vostok-1 och -2 och Mercury-Atlas-6 hade man redan beslutat att kapitlet i rymdkapplöpningen om att skicka den första astronauten ut i rymden hade avgjorts till Sovjetunionens fördel, men USA ville fortsätta programmet, dels för att bevisa att den första amerikanska flygningen i omloppsbana inte var en tillfällighet, dels för att skaffa sig den erfarenhet som behövdes för att nå månen, som är en höjdpunkt i historien. I vilket fall som helst ändrades syftet med flygningen så att astronauten skulle utföra fler vetenskapliga uppgifter under de tre omloppen, i motsats till de tekniska observationer och uppgifter som planerats för Glenn. Den nybildade ad hoc-kommittén för vetenskapliga uppdrag och utbildning för kommittén för rymdprogrammet Man in Space planerade fem nya uppgifter för astronauten: att släppa en färgad ballong från rymdfarkosten, som under flygningen flög fast vid Merkurius, att observera hur en vätska i en förseglad flaska beter sig i tyngdlöshet, att använda en ljusmätare för att observera en ljusglimt på jordens yta, att ta meteorologiska fotografier med en handkamera och att studera atmosfärens glöd. Förutom ändringarna av uppgifterna gjordes även ändringar i rymdfarkosten: för att spara vikt slopades vissa anordningar som visade sig vara onödiga överskydd eller som inte längre gav några ytterligare data jämfört med tidigare flygningar, och ändringar gjordes i kabeldragningen i landningspaketet för att undvika en upprepning av det problem som uppstod under Mercury-Atlas-6, där det under hela flygningen troddes att Glenns värmesköld skulle kunna lossna i förtid och att rymdfarkosten skulle brinna upp under inträdet i atmosfären.

Den astronaut som tilldelades flygningen blev föremål för en oväntad komplikation i mars 1962. Nästa astronaut som nominerades till flygningen var Deke Slayton, som utsågs offentligt av Robert Gilruth vid en presskonferens den 29 november 1961. Slayton hade dock tidigare diagnostiserats med ett hjärtfel som kallas idiopatiskt ventrikelflimmer, vilket var föremål för delade medicinska åsikter, men som efter en utredning i flera steg inte ansågs utgöra ett hinder för astronautverksamhet. I början av 1962 beordrade dock NASA-chefen James Webb en ny utredning, som återigen gav motstridiga medicinska åsikter, men Webb accepterade yttrandet från en tremannapanel av läkare, några av de mest framstående i USA, som ansåg att det var osäkert att skicka upp Slayton i rymden, och beslutet fattades den 15 mars 1962 att ersätta den ursprungligen utsedda astronauten. Intressant nog ersattes han inte av sin officiellt utsedda reserv, Wally Schirra, utan av Glenns tidigare reserv, Scott Carpenter.

Rymdfarkosten, som av sin innehavare kallades Aurora 7, sköts upp från Cape Canaverals startramp 14 den 24 maj 1962 kl. 7.45:16 lokal tid (12.45:16 UTC). Carpenter genomförde tre omloppsbanor, utförde tidigare planerade experiment och testade en ny typ av astronautmat. Flera av experimenten misslyckades (moln hindrade observation av de lätta raketerna som sköts upp från ytan, ballongen i ballongförsöket blåstes inte upp ordentligt och dess rep trasslade in sig i rymdfarkosten) och den nya maten testades inte bra, utan smulades sönder, vilket kunde ha varit en källa till problem i tyngdlöshet. Carpenter hade också problem med att hantera rymdfarkosten. I allmänhet var den tid som avsattes för uppgifterna kortare än nödvändigt, vilket ledde till att astronauten fick bråttom, vilket i sin tur ledde till misstag. Han aktiverade onödiga lägen i styrsystemet och lät sedan systemen köras parallellt, vilket förbrukade bränsle i onödan. Detta ledde till att mycket mer bränsle förbrukades än planerat, vilket äventyrade kontrollen under återinträdet.

Återresan blev den mest problematiska delen av flygningen. Förberedelserna inför återinträdet började med att rymdfarkosten placerades på rätt sätt (enligt den operativa planen skulle cockpiten ställas in på 34 grader), men Carpenter gjorde inte detta på ett korrekt sätt, så drivraketerna placerade inte Mercury på den önskade paraboliska banan, Dessutom fick Carpenters observation av vad han tidigare trodde var mystiska glödande partiklar och deras identifiering som frusna rester på sidan av rymdfarkosten honom att fördröja tändningen av bromständningen, vilket ytterligare avvek banan från den planerade. Den atmosfäriska inbromsningen genomfördes utan problem, men landningen var långt ifrån den planerade punkten. Carpenter landade i Atlanten inte långt från Turks- och Caicosöarna, men 405 kilometer från den förväntade landningsplatsen. Radiokontakten med astronauten försvann under landningens slutskede och pressen som bevakade landningen trodde att astronauten hade försvunnit. 1 timme och 7 minuter efter landningen upptäcktes en grodman som släpptes till Carpenter, som under tiden hade klättrat ut ur rymdfarkosten i en liten livflotte. En helikopter kom senare till platsen för att hämta honom och rymdfarkosten och placerade astronauten ombord på moderfartyget USS Intrepid 4 timmar och 15 minuter efter landningen.

Efter flygningen tilldelades Carpenter NASA:s utmärkelse Distinguished Service Medal, men på grund av fel som upptäcktes under utvärderingen av flygningen nominerades han inte till en ny flygning.

Mercury-Atlas-8 var Mercury-programmets femte flygning med en astronaut ombord. Det var också den tredje flygningen som lyckades placera en rymdfarkost i omloppsbana runt jorden. Flygningen var också känd som Sigma 7, eftersom rymdfarkostens befälhavare (som utövade sitt privilegium) valde detta som sitt radioanropssignal. Mercury-rymdfarkosten sköts upp den 3 oktober 1962 från Cape Canaveral Launch Pad 14 med astronauten Wally Schirra, en flygpilot från flottan och medlem av de ursprungliga sju, ombord.

Flygningen varade i 9 timmar, 13 minuter och 11 sekunder och genomförde sex omloppsbanor runt jorden. Detta var i princip dubbelt så bra som de två tidigare Mercury-flygningarna, även om den ursprungliga planen var sju omloppsbanor, men på grund av den begränsade räddningskapacitet som finns tillgänglig för utplacering till havs och den optimering som följde reducerades den slutliga flygplanen till sex omloppsbanor. Rymdfarkosten flög i en elliptisk bana på 285×153 kilometer och avslutade varje omlopp på 89 minuter.

För Schirra utvecklade NASA en rad åtgärder vars huvudsyfte var att spara så mycket bränsle som möjligt för manövreringen. För att uppnå detta drev rymdfarkosten mycket utan korrigering (med Schirras ord, "schimpanseläge") och när astronauten manuellt styrde drivraketerna var huvudmålet att uppnå maximal ekonomi i verksamheten. Under större delen av resan testades rymdfarkostens automatiska kontrollsystem och astronauten utförde navigationsförsök med hjälp av stjärnornas positioner. Bortsett från några inledande problem med temperaturkontrollen i Schirras rymddräkt var verksamheten perfekt och rymdfarkosten förbrukade mindre bränsle för manövrering än under någon tidigare flygning.

Flygningen avslutades med en första landning någonsin i Stilla havet (nära datumgränsen vid Midwayöarna). Det första amerikanska rymduppdraget med längre varaktighet hyllades också i analysen efter landningen som den första Mercury-flygning som var felfri i alla detaljer. Efter landningen fick Schirra ta emot presidentens utmärkelsemedalj,

Mercury-Atlas-9 var den sista flygningen i Mercury-programmet den 15 maj 1963. NASA passerade för första gången tidsgränsen på en dag med en flygning som varade 34 timmar 19 minuter 49 sekunder och kretsade runt jorden 22 gånger. Passageraren ombord på rymdfarkosten Faith 7 var Gordon Cooper - den sista astronauten från Original Weeks som ännu inte hade flugit och inte hade några hälsoproblem - som hade löst ett antal problem och genomfört en modellflygning. Uppdraget var längre än alla tidigare Mercury-flygningar tillsammans.

Rymdfarkosten fick genomgå mindre omkonstruktioner och ändringar hos tillverkaren McDonnell för att uppfylla kraven för den förlängda flygtiden. NASA hade ursprungligen planerat en flygning i 18 omloppsbanor, men sex månader före uppskjutningen beslutades det att rymdfarkosten och dess passagerare skulle flyga i 22 omloppsbanor. Gordon Cooper (och Alan Shepard som hans backup) tilldelades då flygningen. Uppskjutningen ägde slutligen rum den 15 maj 1962, efter ett uppskjutet uppskjutningsförsök den 14 maj. Omloppsbanan var perfekt och därefter följde det vetenskapliga programmet, en nanomatellit i omloppsbana, observation av ljuskällor på den eller på olika platser på jorden, strålningsmätningar, medicinska mätningar och meteorologiska fotografier. Cooper var också den första amerikanen som var tvungen att sova under flygningen, vilket inte gick smidigt på grund av spänningen i att vara astronaut.

Den mest komplicerade delen av flygningen inträffade runt den 19:e omloppsbanan, när några av rymdfarkostens system började krångla. Cooper förlorade därför förmågan att utföra en automatisk kontrollerad återinträde och var tvungen att utföra landningen själv med manuell styrning (den manuella metoden var ojämförligt mindre exakt än den automatiska, vilket skapade en farlig situation). Trots detta utförde Cooper en perfekt landning i Stilla havet i närheten av de räddningsteam som skickades ut för att hämta honom.

Mercuryprogrammets prestigeförlust var äntligen fullbordad, eftersom denna flygning representerade programmets topprestanda, medan Sovjetunionen redan hade skjutit upp Vostok-3 den 11 augusti 1962 och Vostok-4 dagen efter, som hade fullbordat 65 respektive 48 omloppsbanor under en samtidig flygning, vilket var en prestation som var långt under Mercuryfarkosternas och -astronauternas.

Vostokprogrammet är ett riktmärke för att förstå Mercuryprogrammet och utvärdera dess resultat. Samtidigt som president Eisenhower tillkännagav satelliten som USA:s attraktion under det internationella geofysiska året inledde han också en märklig tävling mellan amerikansk och sovjetisk högteknologi. När det gäller satelliter fortsatte Sovjet att sända upp viktiga landmärken i rymden (den första satelliten, den första levande varelsen, den första sonden som nådde månen etc.), medan amerikanerna halkade efter de sovjetiska framgångarna. Mercuryprogrammet var avsett att vända denna situation och fick en konkurrent i form av det sovjetiska Vostokprogrammet (även om Vostokprogrammet förbereddes i största hemlighet av Sovjetunionen offentliggjordes varken dess namn eller förväntade prestanda).

Men i tävlingen om att skicka den första människan i rymden förlorade amerikanerna återigen, trots Mercurys ansträngningar. Den 12 april 1961, när förberedelserna för det första Mercury-rymdhoppet var i full gång, sköt Sovjetunionen upp rymdfarkosten Vostok-1 i omloppsbana med världens första astronaut, Jurij Gagarin, ombord. Vostok-1:s resa i en omloppsbana överskred också vida den övre gränsen för den amerikanska kapaciteten för suborbitala rymdflygningar, och vid det allra första (tillkännagivna) försöket gjorde Sovjet en flygning i omloppsbana. Det amerikanska målet att skicka ut den första människan i rymden var återigen förlorat, och innan allmänheten kunde se någon framgång för Mercury-teamet hade Sovjet återigen skördat triumfen av första gången.

Som ett svar på Gagarins flygning lyckades Sovjet med stor svårighet åstadkomma Alan Shepards och sedan Gus Grissoms magra rymdhopp, och den 6 augusti 1961 sköt Sovjet upp Vostok-2 med German Tyitov ombord, som kretsade i rymden i mer än ett helt dygn. Den 11-15 augusti 1962 fick Mercury-programmet ytterligare ett slag av sin rival, när först Vostok-3 och strax därefter Vostok-4 sköts upp, och Andriyan Nikolayev och Pavel Popovich genomförde världens första samtidiga rymdflygning, då de två rymdfarkosterna befann sig inom en radie av 5 km från varandra. Dessutom tillbringade de två sovjetiska astronauterna 3 och 4 dagar i rymden, vilket slog Tyitovs rymdrekord med råge, medan Mercuryprogrammet då befann sig i sin tredje omloppsbana, en flygning på några timmar av John Glenn och Scott Carpenter. Den 15 maj 1963 nådde Mercury-programmet sin höjdpunkt med Gordon Coopers flygning, som varade en och en halv dag i rymden, men en månad senare kom Sovjet med en ännu större rymdsensation: 1963 avslutades Mercury-programmet med de första amerikanska astronauterna, Scott Glenn och John Lennart. Den 14 juni 1963 sköt Sovjet upp Vostok-5 med Valerij Bikovskij ombord, vilket i sig självt inte skulle ha varit någon större bedrift, men två dagar senare sköt de upp Vostok-6 med Valentyina Tjarskova, världens första kvinnliga astronaut, ombord. De två astronauterna flög i rymden i 3 respektive 5 dagar (3 dagar samtidigt), vilket ytterligare förlängde rekordet för längden på en rymdflygning.

Mot bakgrund av ovanstående har Mercuryprogrammet misslyckats med att uppnå sitt mål och har blivit helt överträffat av sin rival, det sovjetiska Vostokprogrammet.

Mercury-Atlas-10

Det fanns inga förutbestämda flygplaner under programmet, men under resursfördelningen (produktion och tilldelning av raketer och rymdfarkoster till specifika flygningar) planerades också en åttonde (eller sjätte om man bara räknar med omloppsflygningar) flygning, som skulle kallas Mercury-Atlas-10. Tillverkaren McDonnells rymdfarkost av serie 15 var avsedd för en långvarig flygning - ursprungligen en hel dag - som efter nödvändiga ändringar anlände till Cape Canaveral den 16 november 1962. Efter Mercury-Atlas-8-flygningen övervägde man att genomföra en samtidig flygning med Mercury-Atlas-10 - och dess reservkapsel, som fick beteckningen Mercury-Atlas-11 - som modell för Sovjets samtidiga flygningar med Vostok-3 och Vostok-4. Detta förblev dock en idé och förberedelserna för flygningen fortsatte som en endagssoloflygning. I början av 1963 diskuterades idén om att förlänga flygningen till tre dagar, piloten namngavs inofficiellt, rotationen mellan de ursprungliga veckorna skulle börja från början med Alan Shepard, och inofficiella källor namngav flygmärket: Freedom 7 II.

I april 1963 hade dock de framtida planerna för Mercury ändrats, och i NASA:s kommunikation hänvisades allt oftare till Mercury-Atlas-9 som programmets höjdpunkt. Den 11 maj 1963 utesluter NASA slutligen en ny flygning helt och hållet. President Kennedy överlät sedan frågan till NASA, som sommaren 1963 beslutade att inte slösa resurser på ytterligare en flygning utan koncentrera sig på Gemini- och Apolloprogrammen.

Tvillingprogrammet

När Mercury-programmet fortfarande var i ett tidigt skede 1961 övervägde NASA ursprungligen att fortsätta programmet, och ledningen kom fram till att de enmansflygningar i omloppsbana skulle fortsätta med en rymdfarkost för två personer. I slutet av 1961 fick Space Task Group inom NASA i uppdrag att utveckla planer för rymdprogrammen efter kvicksilver (särskilt Apollo-programmet, programmet för månuppskjutning) och att företräda NASA gentemot flyg- och rymdtillverkare vid utformningen av rymdfarkoster. Denna grupp lade alltså den teoretiska grunden för uppföljningen efter kvicksilver. De ursprungliga planerna gällde vidareutveckling av Mercury-rymdfarkosten: under arbetsåren kallades ett eventuellt nytt program för "Mercury för två personer", "förbättrad Mercury", "Mercury Mark II" eller helt enkelt "Mark II". De behov som framkom i samband med månuppdragen, t.ex. rymdfarkosternas manövrerbarhet, rymdmöten och dockning, innebar dock en så stor förändring att man lämnade de tekniska grunderna från Merkurius och lade helt nya grunder, men naturligtvis med hjälp av erfarenheterna från Merkurius. Programmet fick ett nytt namn och ett nytt tekniskt innehåll på förslag av Alex P. Nagy, NASA:s ungerskfödda vice direktör för utåtriktad verksamhet. Geminiprogrammet, som var ett förberedande kompletterande program till Apolloprogrammet, tillkännagavs den 7 december 1961 av Robert Gilruth, chef för Space Task Group. Efter två och ett halvt års planering och förberedelser sköts Gemini-1 upp med en obemannad testflygning den 8 april 1964.

Källor

1. Mercuryprogrammet
2. Mercury-program
3. Dancsó, Béla. Holdséta. Novella Kiadó, 14. o. [2004]. Hozzáférés ideje: 2014. április 10.
4. ^ Designed in 1964 from Mercury Seven astronaut memorial
5. ^ The project was delayed by 22 months, counting from the beginning until the first orbital mission.[2] It had a dozen prime contractors, 75 major subcontractors, and about 7200 third-tier subcontractors.[2] The cost estimate made by NASA in 1969 was $392.6 million, broken down as follows: Spacecraft: $135.3 million, launch vehicles: $82.9 million, operations: $49.3 million, tracking operations and equipment: $71.9 million and facilities: $53.2 million.[3][4]
6. Mais D. Eisenhower repousse le projet de débarquement sur la Lune proposé par la NASA dès 1960 (Source J. Villain).
7. a b c d e f T. A. Heppenheimer: Podbój Kosmosu. Tajne epizody amerykańskich i radzieckich programów kosmicznych.. Warszawa: Wydawnictwo Amber Sp. z o.o., 1997, s. 190-193. ISBN 83-7169-852-6.
8. a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u Steve Whitfield: Mercury. Warszawa: Prószyński Media Sp. z o.o., s. 3-8, seria: Historia podboju Kosmosu. ISBN 978-83-7648-722-9.
9. a b c d e Andrzej Marks: Podbój Księzyca trwa. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1967, s. 312-313.
10. a b c d e f Bohdan Arct: Na progu kosmosu.. Warszawa: Nasza Księgarnia, 1965, s. 42-43.
11. a b c d e Gene Kranz: Porażka nie wchodzi w grę. Warszawa: Prószyński Media Sp. z o.o., 2010, s. 12. ISBN 978-83-7648-467-9.