Program Mercury

Streszczenie

Program Mercury był pierwszym ludzkim programem kosmicznym w Stanach Zjednoczonych. Program był realizowany przez NASA w latach 1959-1963 i obejmował dwadzieścia automatycznych lotów testowych z lub bez człowieka oraz sześć lotów z astronautami w kosmosie. Głównym celem programu było umieszczenie człowieka w kosmosie po raz pierwszy na świecie i wyprzedzenie Związku Radzieckiego w wyścigu kosmicznym. Cele te zostały później zmienione, gdy Sowieci przejęli inicjatywę w programie Wostok, a prezydent John F. Kennedy ogłosił program Apollo, od tego momentu program Mercury miał na celu maksymalizację doświadczenia kosmicznego.

Program rozpoczął się w październiku 1958 roku, pierwsze nieformalne ogłoszenie rozpoczęcia prac (jeszcze tylko w ramach NASA) 7 października 1958 roku przez T. Keitha Glennana, dyrektora nowo powstałej Agencji Kosmicznej, a formalne ogłoszenie amerykańskiej opinii publicznej 17 grudnia 1958 roku.

Natychmiast po wewnętrznym ogłoszeniu programu opracowano wymagania dotyczące sprzętu, infrastruktury i przyszłych astronautów, wybrano dostawców dla programu (w modelu amerykańskim sprzęt był projektowany i produkowany przez prywatne firmy na zasadzie kontraktu), a także ustalono harmonogram lotów testowych. Planowano dwa główne rodzaje lotów: suborbitalne i orbitalne. Dokonano również wyboru sprzętu dla obu rodzajów lotów kosmicznych. Do obu profili lotów wybrano nowo opracowany statek kosmiczny McDonnell Mercury, rakietę Redstone do lotów suborbitalnych i rakietę Atlas do lotów orbitalnych.

Główny cel programu nie został osiągnięty, gdyż pierwszym astronautą na świecie był Jurij Gagarin, na pokładzie Wostoka-1 12 kwietnia 1961 roku – NASA nie wystawiła więc pierwszego człowieka w kosmosie – tak więc Alan Shepard, wystrzelony 5 maja na Mercury-Redstone-3, nie został pierwszym człowiekiem, tylko pierwszym Amerykaninem, który poleciał w kosmos. Później, Mercury-Atlas-6 Johna Glenna wykonał pierwszy lot orbitalny (w powszechnej świadomości pierwszy „prawdziwy lot kosmiczny”) 20 lutego 1962 roku. Odbyły się jeszcze trzy loty, których punktem kulminacyjnym był Mercury-Atlas-9 Gordona Coopera 15 maja 1963 roku.

Już po pierwszym locie załogowym program Mercury został przekształcony w program doświadczeń kosmicznych w ramach przygotowań do lądowania na Księżycu, który po spełnieniu swoich zadań był kontynuowany w programie Gemini.

Wyścig kosmiczny i zimna wojna

Po drugiej wojnie światowej dawne mocarstwa sprzymierzone i kraje z ich otoczenia połączyły się w dwa bloki polityczne i doszło do politycznej i militarnej konfrontacji, tzw. zimnej wojny. Konfrontacja ta nie mogła jednak zostać rozstrzygnięta za pomocą bezpośrednich środków militarnych, częściowo ze względu na pamięć o zniszczeniach wojennych, a częściowo ze względu na zagrożenie bronią jądrową, dlatego też, oprócz zbrojeń w tle i opartego na nich odstraszania oraz interwencji w mniejsze wojny lokalne, każda ze stron wykorzystywała każdą okazję do podkreślania przywództwa i wyższości swojego kraju lub bloku politycznego. Do takich dziedzin należały osiągnięcia sportowe i naukowe. Kiedy nauki techniczne osiągnęły taki etap rozwoju, że osiągnięcie przestrzeni kosmicznej przestało być fikcją (czy też science fiction), Stany Zjednoczone i Związek Radziecki ogłosiły, że jako pierwsze podejmą próbę dotarcia do przestrzeni kosmicznej. Tym samym eksploracja kosmosu stała się częścią zimnej wojny, jeszcze zanim się narodziła, narzędziem zimnej wojny.

29 lipca 1955 r. prezydent USA Dwight D. Eisenhower ogłosił przez swojego rzecznika, że jego kraj wystrzeli satelitę w ramach Międzynarodowego Roku Geofizycznego. W odpowiedzi na to w Związku Radzieckim 8 sierpnia 1955 roku Prezydium Komitetu Centralnego ZSRR wydało tajną decyzję o rozpoczęciu budowy satelitów. W ten sposób rozpoczął się wyścig kosmiczny.

„Kryzys Sputnika”

Międzynarodowy Rok Geofizyczny trwał od 1 lipca 1957 r. do 31 grudnia 1958 r., a Stany Zjednoczone przygotowywały się do spełnienia zapowiedzi prezydenta o wystrzeleniu pierwszego na świecie satelity w ramach programu Vanguard. Jednak Związek Radziecki niespodziewanie wystrzelił Sputnika-1, pierwszy na świecie instrument kosmiczny, 4 października 1957 r., bez wcześniejszej oficjalnej zapowiedzi, wyprzedzając amerykańskie próby. W USA zostało to zinterpretowane niemal jako wypowiedzenie wojny (prawdziwym przesłaniem Sowietów, którzy umieścili satelitę na orbicie, było to, że jeśli uda nam się umieścić obiekt wokół Ziemi, będziemy mogli dotrzeć do każdego punktu na Ziemi, będziemy mogli zbombardować każdy punkt na Ziemi).

Amerykańska opinia publiczna postrzegała lot radzieckiego satelity jako porażkę podobną do ataku na Pearl Harbor, a prasa domagała się natychmiastowego odwetu ze strony rządu. Na domiar złego dla rządu USA start sondy Vanguard, mającej być pierwszym satelitą świata, zakończył się spektakularną porażką (rakieta eksplodowała na stanowisku startowym) podczas transmisji w telewizji publicznej. Prezydent Eisenhower (który wcześniej nie wykazywał żadnego zainteresowania eksploracją kosmosu, ani jako osiągnięciem naukowym, ani jako narzędziem propagandy politycznej), w następstwie porażki uczynił osiągnięcia kosmiczne narodowym priorytetem.

Utworzenie NASA

W dniu 1 października 1958 r. prezydent Dwight Eisenhower powołał dekretem Narodową Administrację Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (National Aeronautics and Space Administration), której celem było skupienie rozproszonych i niekiedy równoległych prac nad rozwojem przestrzeni kosmicznej oraz umożliwienie USA jak najszybszego reagowania na postępy Związku Radzieckiego. Celem wyznaczonym dla NASA od momentu jej powstania było wyprzedzenie Związku Radzieckiego poprzez bycie pierwszym, który wystrzeli bardziej zaawansowane środki kosmiczne ze Związku Radzieckiego, a także wyprzedzenie swojego rywala poprzez wysłanie człowieka w kosmos.

Wcześniej w USA istniała agencja rządowa zajmująca się rozwojem aeronautyki, w tym lotami z dużą prędkością i rakietami, a od listopada 1957 r. badaniami lotów kosmicznych – NACA, która stanowiła trzon powstałej NASA, ale do nowej organizacji włączono również wyniki badań, personel i sprzęt, a także środki budżetowe eksperymentów prowadzonych przez armię, marynarkę i warsztaty uniwersyteckie. Sekcją NACA zajmującą się lotami kosmicznymi był Komitet Specjalny ds. Technologii Kosmicznej, znany również jako Komitet Stevera, od nazwiska jego przewodniczącego, z takimi nazwiskami jak Wernher von Braun, późniejszy konstruktor rakiety księżycowej, Robert Gilruth, późniejszy dyrektor sekcji załogowych lotów kosmicznych NASA, oraz Abe Silverstein, twórca napędu wodorowo-tlenowego. Ta grupa ekspertów jest uważana za trzon nowej sekcji agencji zajmującej się przestrzenią kosmiczną.

Nowa organizacja była potrzebna, ponieważ technologia potrzebna do osiągnięcia przestrzeni kosmicznej była ściśle tajną technologią wojskową, która nie mogła być otwarcie ujawniona opinii publicznej, a zatem potrzebna była cywilna organizacja państwowa, która mogłaby zademonstrować zdolności wojskowe bez ujawniania ich wojskowego charakteru. Utworzenie agencji kosmicznej, której prekursorami były NACA i inne programy wojskowe, można postrzegać raczej jako proces niż nowy początek, ponieważ główne zadania oraz przydział zasobów ludzkich i materialnych zostały już określone w okresie między wejściem w życie National Aeronautical and Space Act w lipcu 1958 r. a oficjalnym rozpoczęciem działalności 1 października 1958 r.

Do czasu założenia NASA, Explorer-1 (a nieco później Vanguard-1) zdołał sprostać wyzwaniom Sputnika-1 i Sputnika-2, a następnym logicznym krokiem było umieszczenie człowieka w kosmosie. W NACA i innych organizacjach wojskowych trwały już prace nad teoretycznymi podstawami tego przedsięwzięcia, a dzięki połączeniu i zintegrowaniu wiedzy fachowej, materiałów roboczych i środków finansowych, te odrębne materiały robocze zostały bardzo szybko przekształcone w jedną koncepcję.

Jednym z najważniejszych projektów połączonych w ramach nowej agencji kosmicznej był projekt Air Force”s Man in Space Soonest, którego celem było umieszczenie człowieka w kosmosie, ale do czasu jego połączenia z NASA, w większości obszarów (np. koncepcja możliwego statku kosmicznego, czy możliwe profile lotu) inżynierowie Air Force i NACA stawiali jedynie hipotezy. Największe postępy poczyniono w nakreśleniu wymagań stawianych astronautom, do tego stopnia, że wyłoniono ośmiu kandydatów do przyszłych lotów:

Później anulowano selekcję tych kandydatów, a nowi kandydaci na astronautów byli rekrutowani według nowych kryteriów i systemu selekcji, ale inicjatywa „Man in Space Soonest” stanowiła dobrą podstawę dla programu Mercury (co ciekawe, tylko dwóch z ośmiu wyselekcjonowanych kandydatów zakończyło swoją podróż w kosmos: Neil Armstrong jako dowódca Gemini-8 i Apollo-11, oraz Joseph Walker podczas lotów suborbitalnych programu X-15).

Choć może się wydawać, że większość inicjatyw związanych z przestrzenią kosmiczną (takich jak „Człowiek w kosmosie”, programy agencji ARPA czy X-15) powstała poza NACA, wynika to raczej z faktu, że wojsko i związane z nim agencje same zajmowały się budżetem i organizacją projektów, więc ich programy były udokumentowane, miały nazwy itp. W tym samym czasie w NACA prowadzono również poważne działania, w tym badania w Langley Space Center nad pojazdami bezskrzydłowymi (statkami kosmicznymi) o ekstremalnej wysokości, ale w większości były to badania podstawowe, nie ukierunkowane na konkretny lot kosmiczny, ale raczej na stworzenie podstaw dla możliwości technicznych. Dlatego też później Langley stało się punktem wyjścia dla konkretnej realizacji lotów kosmicznych człowieka w oparciu o tę bazę wiedzy.

Podstawowa koncepcja

Rozpoczęcie programu Mercury – podobnie jak rozpoczęcie działalności NASA – nie było projektem, ale istniejącym procesem, który został przeniesiony do nowej organizacji, a następnie stał się konkretnym programem, otrzymał nazwę i organizację. Istota programu sięga sierpnia 1958 roku, kiedy to dyrektor NACA Hugh Dryden i Robert Gilruth, zastępca dyrektora Langley Flight Research Laboratory (później Langley Space Center), przedstawili Kongresowi plan jednoosobowej kapsuły kosmicznej, która miałaby zostać wystrzelona w kosmos, z prośbą o dotację w wysokości 30 milionów dolarów. We wrześniu do planu dołączyła kolejna rządowa agencja obrony ARPA, wnosząc dodatkowy potencjał rozwojowy. Współpraca ta położyła podwaliny pod program:

Samo uruchomienie projektu było raczej spontaniczne niż zaplanowane, projektowe: 7 października 1958 r. Keith Glennan, nowo mianowany szef NASA, na spotkaniu z kilkoma kolegami inżynierami zatwierdził projekt lotu załogowego. Garstka inżynierów zebrała razem inicjatywy, które zostały już podjęte, w sposób fragmentaryczny, przez poprzednie organizacje i projekty NASA. Większość działań została wówczas zainicjowana przez kierownictwo, które sformalizowało i sformalizowało wcześniej nieformalne procesy i skierowało je do jednego strumienia. Wkrótce potem, 5 listopada 1958 r., utworzono Grupę Zadaniową ds. Przestrzeni Kosmicznej, obecnie w ramach NASA, która w sposób zorganizowany (poprzez określenie szczegółowych wymagań) podjęła się realizacji tego pomysłu.

Szczegółowe informacje

Pierwszym krokiem w projektowaniu było odpowiedzenie na pytanie „gdzie latać?” i określenie części przestrzeni kosmicznej, w której można osiągnąć 24-godzinną stabilną orbitę wokół Ziemi, jak określono w wymaganiach podstawowych. Dolna teoretyczna granica (100 kilometrów wysokości) była znana z obliczeń Tódora Kármána jeszcze przed wystrzeleniem pierwszych satelitów, ale nie spełniała wymogów 24-godzinnego lotu, gdyż ograniczający wpływ atmosfery był zbyt duży, ale NASA dysponowała konkretnymi danymi doświadczalnymi z oceny danych pół tuzina satelitów wystrzelonych do końca 1958 roku w celu określenia orbity. Grupa zadaniowa ds. przestrzeni kosmicznej stwierdziła, że orbita o średniej wysokości 160 kilometrów (100 mil) byłaby odpowiednia (przy czym zarówno bliskość, jak i długość geograficzna mieściłyby się w granicach ±40 kilometrów (25 mil)). Obliczenia oparto na ważącej 1 tonę kapsule kosmicznej, a to dlatego, że międzykontynentalna rakieta balistyczna Atlas, przedstawiona w scenariuszu podstawowym, była „najbardziej niezawodną rakietą nośną dostępną do realizacji celu” i nadal była prawie zdolna do osiągnięcia tych parametrów lotu.

Jeśli chodzi o wymagania dotyczące rakiety nośnej i statku kosmicznego zawarte w wymaganiach podstawowych („najbardziej niezawodna dostępna rakieta nośna” oraz „kapsuła balistyczna zaprojektowana z myślą o dużym oporze aerodynamicznym”), przyjęto koncepcję „gołego Atlasa” autorstwa Maxa Fageta. Faget pracował nad zagadnieniami napędu rakietowego w NACA od 1946 roku i był zaangażowany w rozwój samolotu rakietowego X-15. Eksperymenty z X-15 były później kontynuowane w ramach projektu X-20 Dyna-Soar (wstępna koncepcja promu kosmicznego), z udziałem Fageta. W listopadzie 1957 r. konstruktor przedstawił swoją wizję możliwego załogowego lotu kosmicznego, w której przewidział jako napęd istniejące wojskowe rakiety balistyczne, zaproponował rakiety wspomagające na paliwo stałe do powrotu z orbity ziemskiej i naszkicował statek kosmiczny jako bezskrzydłą kapsułę ukształtowaną do lotu balistycznego. Na wspólnym spotkaniu inżynierów NACA i Sił Powietrznych w styczniu 1958 roku, pomysł Fageta został rozwinięty. Na tym spotkaniu uznano za oczywisty fakt, że aby dotrzeć w przestrzeń kosmiczną potrzebny jest napęd rakietowy, a ponieważ X-20 był programem wojskowym, zdecydowano się na ICBM, co było nowością. Spośród możliwych pocisków najpotężniejszym był Atlas ICBM, ale ponieważ nawet on został uznany przez inżynierów za słaby, zgodnie uznano, że do tego zadania nadaje się pocisk „zdekompletowany”, z dodatkowym górnym stopniem i oczywiście pozbawiony głowicy bojowej oraz adaptera startowego. (Na marginesie należy dodać, że w ramach projektu McDonnell Project 7969, rozpoczętego pod koniec 1957 roku w fabryce samolotów McDonnell na własne ryzyko, przy pomocy doradców Fageta rozpoczęto również prace nad ewentualną kapsułą kosmiczną pasującą do tej koncepcji).

Grupa Zadaniowa ds. Przestrzeni Kosmicznej przyjęła pomysł, który był już bardzo zaawansowany w rozwoju (i był proponowany do realizacji w kilku dyskusjach technicznych), a na początku listopada 1958 roku plan Fageta „rozebranego Atlasa” został oficjalnie przyjęty. Na 7 listopada 1958 r. zaplanowano spotkanie informacyjne dla potencjalnych producentów.

Chociaż nie zostało to uwzględnione w wymaganiach podstawowych, Grupa Zadaniowa ds. Przestrzeni Kosmicznej była również odpowiedzialna za określenie wymagań dla użytkownika statku kosmicznego. W tym celu Grupa Zadaniowa zaplanowała najpierw zwołanie konferencji liderów przemysłowych i wojskowych, z udziałem niektórych lekarzy lotniczych, w celu wyłonienia grupy 150 kandydatów na astronautów (na podstawie osobistych propozycji liderów). W tym czasie opracowano również metodę i kryteria wyboru wnioskodawców. Polegałaby ona na tym, że najpierw zwrócono by się o propozycję dla większej grupy 150 osób, która zostałaby zawężona do 36, biorąc pod uwagę kryteria lotniczo-lekarskie, a następnie, po dziewięciu miesiącach szkolenia, z tych 36 kandydatów wybrano by 12, z których sześciu najlepszych zostałoby kandydatami na astronautów. Wybrani musieliby być mężczyznami w wieku od 25 do 40 lat, z przeszkoleniem pilotażowym, o wzroście poniżej 180 cm, w doskonałej kondycji fizycznej, z wyższym wykształceniem w dziedzinie nauk ścisłych. Dodatkowym wymogiem była gotowość kandydata do podjęcia ryzyka związanego z lotami doświadczalnymi, zdolność do znoszenia trudnych warunków fizycznych oraz umiejętność podejmowania szybkich i prawidłowych decyzji w warunkach dużego stresu lub w sytuacjach awaryjnych. Projekt obwieszczenia precyzującego tę kwestię został ukończony 22 grudnia 1958 r., ale nie został zatwierdzony, a po świętach Bożego Narodzenia, 28 grudnia 1958 r., prezydent Eisenhower zdecydował, że pula pilotów wojskowych jest wystarczająca dla puli kandydatów i że ze względu na bezpieczeństwo narodowe należy wybrać tylko tych, którzy zostali wybrani. W pierwszym tygodniu stycznia 1959 r. Grupa Zadaniowa ds. Przestrzeni Kosmicznej przedstawiła Pentagonowi kryteria i rozpoczęła się selekcja kandydatów.

Miesiąc miodowy

Jednym z wielu zadań Grupy Zadaniowej ds. Przestrzeni Kosmicznej było nadanie nazwy programowi. W USA zwyczajem jest wyróżnianie programów rządowych jakąś łatwą do zapamiętania, chwytliwą dla opinii publicznej, producentów kontraktów i prasy nazwą. Do końca jesieni 1958 roku Grupa Zadaniowa ds. Przestrzeni Kosmicznej wymyśliła dla programu niezbyt dobrze brzmiącą nazwę „Projekt Astronauta”. Niektórzy liderzy widzieli w tej nazwie ryzyko nadmiernego podkreślenia roli astronauty, podczas gdy inni chcieli powrotu do poprzedniego systemu nazewnictwa. Abe Silverstein (szef działu rozwoju rakiet) zaproponował jako nazwę Merkurego, boga z mitologii rzymskiej. Rzymski bóg (znany również jako Hermes w języku greckim) był rodzajem uznanej marki w różnych dziedzinach (patrz marka Ford), co czyni go jednym z najbardziej znanych postaci mitologicznych dla Amerykanów, a jego znajomość i popularność sprawiły, że był odpowiednią nazwą dla programu. Co więcej, dobrze wpisywało się to w amerykańską koncepcję stosowania mitologicznych nazw w rakietach (Jowisz arcybóg – wyrzutnia Jowisz, Atlas, Tytan dźwigający na swych barkach Ziemię – rakieta Atlas, itd.) W dniu 26 listopada 1958 roku Keith Glennan i Hugh Dryden, dwaj główni dyrektorzy NASA, zaakceptowali propozycję i nazwa „Projekt Astronauta” została zastąpiona nazwą „Projekt Mercury”.

Komunikat prasowy

W Stanach Zjednoczonych wszystkie programy rządowe były jawne – w przeciwieństwie do ówczesnej praktyki radzieckiej, gdzie eksperymenty kosmiczne były utrzymywane w całkowitej tajemnicy aż do ich pomyślnego przeprowadzenia – i tak było zwłaszcza w przypadku programu Mercury, który został specjalnie zaprojektowany jako publiczny, aby zademonstrować odwdzięczenie się Związkowi Radzieckiemu. Z tego powodu Keith Glennan – czekając na 55. rocznicę lotu braci Wright, aby dodać powagi ogłoszeniu – 17 grudnia 1958 r. ogłosił oficjalnie, że jego kraj rozpoczyna program kosmiczny, który ma na celu wysłanie człowieka w kosmos, program Mercury.

Rozwój statku kosmicznego

Projekt statku kosmicznego rozpoczął się od koncepcji „nagiego Atlasa” zaproponowanej przez Maxa Fageta. Na podstawie zasad sformułowanych w Centrum Kosmicznym NASA w Langley, Grupa Zadaniowa ds. Przestrzeni Kosmicznej opracowała zaproszenie do składania wniosków na 20 października 1958 r., które następnie zostało rozesłane do potencjalnych producentów. 23 października 1958 r. do 40 zakładów produkcyjnych rozesłano wezwanie do produkcji, na które odpowiedziało 38 i wysłało przedstawicieli na pierwsze spotkanie projektowe 7 listopada 1958 r. Spośród 38 kandydatów, 19 wyraziło zainteresowanie budową statku kosmicznego i otrzymało dokument projektowy „S-6 Human Spacecraft Specification”. Do 11 grudnia 1958 r. (termin składania ofert) pole wyboru zostało zawężone do 11 producentów.

Aby przyspieszyć program, sama NASA ledwie wyprzedzała pracujących dla niej dostawców: podczas gdy potencjalni producenci studiowali wymagania i przygotowywali pierwsze szkice projektowe do propozycji, sama agencja kosmiczna opracowywała techniczne i finansowe kryteria oceny otrzymanych propozycji.

W procesie selekcji ostatecznie wybrano dwóch równorzędnych kandydatów: McDonnell Aircraft i Grumman Aircraft. Jeden z nich został wybrany z konkretnego powodu: Grumman był w tym czasie zwycięzcą kilku przetargów na kontrakty Marynarki Wojennej, a Space Task Group obawiała się, że firma nie będzie w stanie sprostać wymaganiom kilku ambitnych projektów rozwojowych jednocześnie i że statek kosmiczny Mercury będzie opóźniony. Tak więc prawo do budowy statku kosmicznego zostało przyznane firmie McDonnell Aircraft 12 stycznia 1959 roku. Kontrakt został podpisany przez Jamesa McDonnella, prezesa firmy produkcyjnej, 5 lutego 1959 roku i Keitha Glennana 12 lutego 1959 roku, w którym producent zgodził się zaprojektować, wyprodukować i dostarczyć 12 kapsuł kosmicznych Mercury do NASA za łączną kwotę 19 450 000 dolarów. Tempo rozwoju było tak szybkie, że James McDonnell w przemówieniu z maja 1957 r. (przed lotem Sputnika-1) umieścił pierwszego człowieka w kosmosie w 1990 r., czyli przewidywał rozwój kilkudziesięcioletni, który w praktyce trwał dwa lata.

Na etapie przetargu McDonnell otrzymał od NASA 50-stronicowe opracowanie, które nakreślało podstawowe kryteria projektowe i aspekty statku kosmicznego (zasadniczo NACA

Podstawowa idea stojąca za budową kapsuły była tak prosta, jak to tylko możliwe: „jedynym celem jest umieszczenie człowieka w przestrzeni kosmicznej na krótki czas”. W praktyce oznaczało to upchnięcie wszystkiego w jednej przestrzeni, wszystkiego co związane z nawigacją, podtrzymywaniem życia astronauty, obsługą statku kosmicznego. Prawie wszystkie systemy zostały umieszczone wewnątrz kabiny, wypełniając każdy jej zakamarek i pozostawiając niewiele miejsca dla astronauty (później, w fazie lotu, okazało się w praktyce, że był to ślepy zaułek projektowy, ponieważ systemy, rozłożone w kilku miejscach kabiny, w dostępnej przestrzeni, łączące je okablowanie, chaos, a awaria jednego systemu oznaczała konieczność demontażu i ponownego rozmieszczenia kilku innych w celu przygotowania do lotu. W celu rozwiązania tego problemu, a dokładnie z powodu negatywnych doświadczeń ze statkiem kosmicznym Mercury, filozofia podziału statku kosmicznego na dwie części, kapsułę i jednostkę techniczną, została wprowadzona od następnego programu kosmicznego, programu Gemini).

To właśnie przy wypełnianiu trzeciego rozdziału wymagań bazowych, określonych na początku programu, rozwinął się najbardziej długotrwały dylemat w projekcie. Już w połowie lat 50-tych (kiedy w rakietach zaczęto montować głowice jądrowe) stało się jasne, że obiekt spadający z dużą prędkością przez atmosferę podlega ogromnym naprężeniom termicznym wynikającym z tarcia powietrza. Różne siły zbrojne opracowały różne rozwiązania tego problemu: wojsko eksperymentowało z kompozytowymi osłonami termicznymi wykonanymi z materiałów spalających i topiących się (ale rozpraszających ciepło), a siły powietrzne z wersjami wykonanymi z materiałów pochłaniających ciepło. Przez długi czas eksperci Space Task Group nie mogli się zdecydować (zalety jednego materiału były wadami innego i odwrotnie), więc pozostawili oba kierunki rozwoju otwarte. Testy obu typów osłon termicznych były w toku, kiedy odkryto wadę koncepcyjną wersji pochłaniającej ciepło: osłona termiczna wykonana z materiału pochłaniającego ciepło musiałaby zostać usunięta ze statku kosmicznego w końcowej fazie lądowania, ponieważ byłaby bardzo gorąca podczas lądowania, stwarzając zagrożenie dla astronautów w kabinie, oraz

Po opracowaniu projektu koncepcyjnego kabiny, rozpoczęto szczegółowe projektowanie i testowanie elementów eksperymentalnego statku kosmicznego. Pierwszym z tych testów były próby zrzutu kapsuły. Obejmowały one zarówno testy swobodnego spadania, jak i opadania z różnymi systemami spadochronowymi, podczas których ponad sto naturalnej wielkości makiet kapsuł kosmicznych wypełnionych betonem zostało zrzuconych na morze lub lądowisko. Te testy zrzutu posłużyły do opracowania optymalnego systemu hamowania spadochronu do lądowania.

Kolejna seria testów posłużyła do opracowania rakiety ratunkowej. W razie wypadku przy starcie, projektanci przewidzieli urządzenie składające się z małych rakiet (i kratownicowej konstrukcji mocującej je do kapsuły), które w razie problemu, jak najszybciej „ściągnie” kapsułę z rakiety i przeniesie statek kosmiczny wraz z jego mieszkańcem na bezpieczną odległość od miejsca eksplozji, która niechybnie nastąpi. Pierwszy test na wyspie Wallops był tak katastrofalny (krótko po wystrzeleniu rakiet, rakieta zaczęła się bujać w górę i po dwóch pełnych tąpnięciach uderzyła w ocean), że pojawił się pomysł przemyślenia całego systemu od podstaw. Po miesiącu pracy konstruktorzy poprawili błędy i urządzenie stało się zdolne do uratowania kabiny Mercury”ego w przypadku problemów ze startem.

Trzecia seria testów została przeprowadzona w celu ostatecznego określenia kształtu statku kosmicznego Mercury w tunelach aerodynamicznych Centrum Kosmicznego Langley i Centrum Kosmicznego Ames. Aby tego dokonać, makiety statku kosmicznego o różnych rozmiarach zostały przeniesione do tunelu aerodynamicznego w celu zbadania właściwości statku kosmicznego w trans-, super- i hipersonicznych zakresach prędkości lotu.

W czwartej serii testów należało opracować rozwiązanie techniczne dla ostatniej fazy lądowania, zejścia, i dokonać wyboru pomiędzy lądowaniem na wodzie i na lądzie. Inżynierowie woleli lądowanie na wodzie. Lądowisko miało mieć 9 m

Piąta seria testów miała na celu ostateczne zaprojektowanie systemu spadochronowego, z głównym naciskiem na zachowanie się spadochronu rozwijającego i spadochronu głównego przy ekstremalnych prędkościach i

Rozwój rakiety

Inżynierowie wybrali do lotów trzy różne typy rakiet:

Grupa Zadaniowa ds. Przestrzeni Kosmicznej poszukiwała rakiety średniego i dalekiego zasięgu przeznaczonej do wystrzeliwania ludzi w kosmos, a ostatecznym kandydatem okazał się międzykontynentalny pocisk balistyczny Atlas, opracowany przez Convair dla Sił Powietrznych USA, który wkrótce wejdzie do służby. Atlas był tak nowym wynalazkiem, że jego pierwsze udane próbne wystrzelenie (jeszcze pod wojskową nazwą kodową SM-65 Atlas) miało miejsce dopiero 17 grudnia 1957 r. Specyfikacja Atlasa obejmowała, po raz pierwszy w USA, osiągi wymagane do umieszczenia na orbicie okołoziemskiej obiektu o masie równoważnej statkowi kosmicznemu, czyli wymóg umieszczenia ważącego 1,5-2,5 tony ciała na stabilnej orbicie powyżej 300 kilometrów. Jednak nowość rakiety i niepewność co do jej niezawodności oznaczały, że do rozpoczęcia prób w locie potrzebne były dodatkowe rakiety nośne. Rakieta Redstone, która dzięki swoim wcześniejszym udanym lotom zyskała prestiżowy przydomek „Good Old Reliable”, spełniła wymóg niezawodności. Oprócz wiarygodności, istniał jeszcze jeden czynnik – koszt testów. W przypadku wielu testów nie było konieczne rozpędzanie całej kapsuły kosmicznej do prędkości orbitalnej, wystarczyło tylko wynieść ją na odpowiednią wysokość. Najdroższe były loty orbitalne – koszt produkcji rakiety Atlas oszacowano na 2,5 mln dolarów, natomiast start rakiety Redstone kosztował 1 mln dolarów. Redstone został również wskazany jako potencjalny pojazd nośny ze względu na fakt, że pozwoliłoby to zaoszczędzić miliony dolarów na każdym teście. Zrobili to również z rakietą Little Joe, która może być eksploatowana przy jeszcze niższych kosztach i dobrze nadaje się do niektórych podtestów. Dla tych testów, w których nie było konieczne umieszczanie obiektu testowego na orbicie okołoziemskiej – a tak było w przypadku większości początkowych testów – inżynierowie określili również profile lotu suborbitalnego (tzw. skoki kosmiczne).

NASA szybko zdała sobie sprawę, że rakieta Atlas była niedojrzała i wymagała testów, a koszt startu był wysoki i wynosił 2,5 miliona dolarów za start, podczas gdy Atlas nie miał możliwości przeprowadzenia serii testów. W dodatku rakieta Redstone, która mogłaby zastąpić Atlasa w tych mniej wymagających testach, sama była drogim urządzeniem, kosztującym 1 mln dolarów za start. Dlatego zdecydowano się na użycie tańszej rakiety nośnej. W momencie podejmowania decyzji pocisk ten jednak jeszcze nie istniał i musiał zostać opracowany.

Wymagania te zostały określone przez NASA pod koniec 1958 roku, a następnie dopracowane. Wymagały one, aby przyszła rakieta była zdolna do wystrzelenia statku kosmicznego Mercury w taki sposób, aby można było przetestować siły działające w kabinie na większych wysokościach, ocenić system ratunkowy, system spadochronowy do lądowania oraz procedury poszukiwawczo-ratownicze po wylądowaniu. Późniejsze udoskonalenia specyfikacji obejmowały możliwość pomiaru parametrów kabiny podczas lotu i lądowania (uderzenie), hałasu, parametrów cieplnych i ciśnieniowych wytwarzanych przez pocisk, w szczególności wpływu na żywe organizmy na pokładzie, przy minimalnym oprzyrządowaniu telemetrycznym. Parametry te musiały być możliwe do monitorowania na różnych wysokościach krytycznych (6000, 75 000 i 150 000 metrów). W oparciu o te wymagania zespół Maxa Fageta stworzył pierwszą rakietę w ramach NASA, nazwaną Little Joe, która wystartowała po raz pierwszy 21 sierpnia 1959 roku na wyspie Wallop.

Po raz pierwszy w historii lotów kosmicznych, plany projektowe rakiet uwzględniały konieczność „łączenia” silników. W związku z tym przewidziano instalację czterech zmodyfikowanych silników na paliwo stałe typu Sergeant (znanych również jako Castor lub Pollux), a także zastosowanie czterech silników pomocniczych typu Recruit. Parametryzując cztery silniki można było uzyskać maksymalny ciąg 1020 kilonewtonów, co teoretycznie pozwalało na wyniesienie na orbitę balistyczną statku kosmicznego o masie 1800 kg na wysokość 160 km (symulując w ten sposób właściwości Atlasa).

W listopadzie 1958 r., na podstawie wymagań i podstawowych projektów, do przetargu na produkcję pocisku zaproszono 12 firm, a 29 grudnia 1958 r. przetarg wygrała firma North American Aircraft Company. W ramach kontraktu producent miał dostarczyć siedem egzemplarzy latających oraz mobilną wieżę startową. Pierwszy zdatny do lotu samolot produkcji północnoamerykańskiej wystartował 21 stycznia 1960 roku.

Rakieta Redstone została również włączona do programu kosmicznego NASA ze względu na oszczędność kosztów i niezawodność. Podstawowy PGM-11 Redstone był jednym z najstarszych amerykańskich wojskowych pocisków balistycznych krótkiego zasięgu, opracowanym w 1952 r. i będącym w służbie zachodnioeuropejskich sił NATO w latach 1958-1964. Pocisk ten był bezpośrednim potomkiem niemieckiego V-2, zaprojektowanego przez Wernhera von Brauna w Redstone Arsenal. NASA szukała alternatywy dla rakiety Atlas, zarówno w celu zmniejszenia kosztów eksperymentów, jak i ze względu na niezawodność (Redstone był uważany za szczególnie niezawodną rakietę, a tym samym spełniał wymogi bezpieczeństwa dla umieszczenia człowieka w przestrzeni kosmicznej), i wybrała Redstone, aczkolwiek ulepszoną wersję lepiej nadającą się do tego celu. Redstone stał się rakietą z wyboru dla lotów suborbitalnych w programie Mercury.

Kolejną różnicą między rakietą wojskową a kosmiczną był system ratunkowy i abordażowy. Z jednej strony, Redstone, który jest przystosowany do lotów kosmicznych, został wyposażony w tzw. automatyczny system wykrywania przerwania lotu. Dzięki temu rakieta mogła wykryć, że parametry lotu odbiegają od normy, a następnie system mógł automatycznie zainicjować proces ratunkowy, gdy rakieta ratunkowa oddzieliła kapsułę od wyrzutni (oczywiście abort mógł być wywołany przez samego astronautę lub przez centrum kontroli, ale były profile lotu, w których po prostu nie było czasu na ręczną interwencję). No i oczywiście w porównaniu z wersją wojskową, była rakieta ratunkowa, która w razie kłopotów mogła odłączyć kapsułę od rakiety i zabrać ją na bezpieczną odległość. Zmian dokonano również w tzw. części ogonowej rakiety (która dziwnym trafem nie znajdowała się na grzbiecie rakiety, lecz na jej szczycie, łącząc kabinę z rakietą nośną). Sekcja ta zawierała elektronikę rakiety i system naprowadzania, a także adapter, który przyjmował kapsułę kosmiczną, a w wojskowych Redstonach, gdy rakieta się przepaliła, sekcja ta się rozdzielała, przy czym jedna połowa pozostawała z rakietą, a druga kontynuowała lot z sekcją bojową, natomiast w wersji z rakietą kosmiczną całość pozostawała z pojazdem nośnym. Kolejna zmiana została wprowadzona w celu poprawy niezawodności Redstone. Autopilot ST-80 w wersji wojskowej został zastąpiony znacznie prostszą i bardziej niezawodną wersją LEV-3.

Do końca rozwoju, Mercury-Redstone odbiegał od wojskowego Redstone w sumie 800 miejsc, więc w końcu NASA miał nową rakietę rozwoju, a nie oryginalną, niezawodną wersję. Pierwszy lot zmodernizowanej rakiety odbył się 21 listopada 1960 roku i zakończył się niepowodzeniem, po czym nastąpiły trzy mniej lub bardziej udane loty, aż w końcu na orbitę trafił dwuosobowy statek kosmiczny z Alanem Shepardem i Gusem Grissomem.

Jednym z głównych elementów wyposażenia programu Mercury była rakieta nośna. Wymagania były proste: musiał być w stanie rozpędzić obiekt o masie 1500-800 kg do pierwszej prędkości kosmicznej i umieścić go na orbicie okołoziemskiej. Jedynym narzędziem, jakim dysponowały Stany Zjednoczone, była wojskowa międzykontynentalna rakieta balistyczna SM-65D Atlas. Rakieta była najnowszą dostępną technologią, a jej pierwszy próbny start odbył się 11 czerwca 1957 roku (choć bez powodzenia). NASA miała dylemat, czy uczynić istniejącą, ale zawodną rakietę niezawodną, czy czekać na proces rozwoju ICBM Titan II (z równie niepewnym rezultatem), więc zdecydowano się przetestować i naprawić Atlasa.

Convair, producent rakiety, dysponował specjalną linią produkcyjną dla programu Mercury, z wyszkolonym, doświadczonym personelem, który mógł być wykorzystany do zapewnienia wysokiej jakości. Produkty przeznaczone do pracy w przestrzeni kosmicznej zostały poddane gruntownej przebudowie, obejmującej następujące elementy:

Rakieta opierała się na dwóch podstawowych zasadach konstrukcyjnych. Jedną z tych zasad był tzw. układ półtorastopniowy: rakieta miała jeden silnik główny i dwa boczne akceleratory. Były one uruchamiane jednocześnie podczas startu (aby ułatwić inżynierom wizualną kontrolę działania), następnie silniki wspomagające były wyłączane przed silnikiem głównym podczas orbity, a silniki wspomagające (lub związane z nimi zbiorniki) nigdy nie były wyłączane. Drugą zasadą była tzw. konstrukcja lub system balonów gazowych. Aby zminimalizować wagę, rakieta została zaprojektowana z najcieńszymi możliwymi ścianami bocznymi, tak cienkimi, że rakieta zapadłaby się pod własnym ciężarem, gdy jest pusta. Stabilność i wytrzymałość konstrukcji zapewniało początkowo ciśnienie materiału pędnego, a następnie, po jego wyczerpaniu w czasie lotu, ciśnienie obojętnego gazu helowego w zbiornikach. Podczas testów ta ostatnia zasada konstrukcyjna okazała się najsłabszym ogniwem, co wymagało modyfikacji i dalszych testów.

Pierwszy start Mercury”ego miał miejsce 29 lipca 1960 roku, ale prawdziwy dowód nadszedł 20 lutego 1962 roku, kiedy to John Glenn poleciał z Friendship 7.

Profile lotu

Lot kosmiczny został już rozstrzygnięty wraz z lotem Sputnika-1, za prawdziwy lot kosmiczny uznano ten, który odbył się na orbicie okołoziemskiej, więc naturalnie NASA wyznaczyła go jako cel dla pierwszego lotu amerykańskiego astronauty. Jednak pod koniec 1960 r. z eksperymentów radzieckich – kilku satelitów na orbicie o dużej masie (równej masie kabiny samolotowej człowieka) istot żywych – dla Amerykanów stało się jasne, że rywal ich wyprzedza i wtedy powstał pomysł, aby program rozgałęzić w dwóch alternatywnych kierunkach: kontynuowania przygotowań do lotu orbitalnego i przygotowania suborbitalnego lotu człowieka jako odrębnego kierunku. NASA uważała, że byłoby to uspokajające dla opinii publicznej, gdyby, chociaż Ameryka była w widocznym niekorzystnym położeniu w lotach orbitalnych, które były postrzegane przez wszystkich jako oczywista „prawdziwa” opcja, droga do tego byłaby budowana etapami, a pierwszy etap (skok w kosmos) zostałby wygrany. Rakieta Redstone, pierwotnie przeznaczona tylko do testów, oraz kapsuła Mercury są więc montowane w procesie, w którym trzystopniowy skok w kosmos, najpierw w trybie automatycznym bez pasażera, potem z małpą, a na końcu z kosmonautą, da Sowietom przewagę.

Udoskonalenia infrastruktury

Najważniejszą kwestią infrastrukturalną był wybór miejsca startu. Co ciekawe, choć istnieje teoria wyboru miejsca startu w celu dotarcia w kosmos – najbliższe możliwe położenie od równika – to w momencie uruchomienia programu Merkury celowo nie szukano żadnego miejsca, Jednak, aby dostosować się do okoliczności, w których powstała NASA (agencja kosmiczna powstała również poprzez koncentrację eksperymentów różnych sił zbrojnych), NASA otworzyła biuro łącznikowe na Przylądku Canaveral, jednym z najbardziej zaawansowanych poligonów rakietowych Departamentu Obrony USA oraz Armii i Marynarki Wojennej, z zadaniem przeniesienia do NASA testów wojskowych, które miały tam miejsce. Biorąc pod uwagę, że wojsko miało już bazę i miejsce startu rakiet Redstone na Przylądku Canaveral, baza ta została przeznaczona na loty Merkurego, niezależnie od tego, że NASA była organizacją cywilną, a Przylądek Canaveral był bazą wojskową.

W ramach przygotowań do załogowych lotów kosmicznych, NASA otrzymała hangar S, zbudowany przez Siły Powietrzne w 1957 roku (najpierw używany do konserwacji i przechowywania samolotów), a następnie przekazany do programu Vanguard Laboratorium Badań Marynarki Wojennej w celu przeprowadzenia dalszych eksperymentów. W 1959 roku doszło również do formalnego porozumienia pomiędzy właścicielem obiektu, Departamentem Obrony, a NASA w sprawie przejęcia hangaru i związanej z nim infrastruktury. Od tej pory odbierane są tu statki kosmiczne Merkury z zakładu produkcyjnego. Został on później wykorzystany w programie Gemini i był używany aż do czasu powstania Space Shuttle.

Główną infrastrukturę pomocniczą dla lotów stanowiły stanowiska startowe. Dwa z nich zostały również przeznaczone dla NASA, zgodnie z logiką przejęcia poprzednich eksperymentów. LC-5 (Launch Complex) stał się miejscem startu rakiet Redstone, a LC-14 rakiet Atlas (i rakiet Big Joe używanych w testach). Kariera LC-5 rozpoczęła się w 1956 roku pod auspicjami Sił Powietrznych (Cape Canaveral Air Force Station), kiedy to był używany do testowania rakiet balistycznych średniego zasięgu Jupiter na przylądku, zanim został zastąpiony przez Juno II, ewolucję Jupiterów, które były używane do wystrzeliwania satelitów na orbitę. NASA otrzymała wtedy stanowisko startowe dla rakiet Redstone, najpierw w trybie automatycznym, potem z małpą, a na końcu z człowiekiem.

Historia LC-14 jest nieco bardziej skomplikowana. Wyrzutnia została zbudowana w 1957 r. do wystrzeliwania wojskowych rakiet Atlas, a w 1959 r. została przebudowana do wystrzeliwania rakiet Atlas-D i rakiet kosmicznych. W tamtym czasie było to jedyne miejsce startowe przeznaczone dla rakiet Atlas, więc program Mercury nie mógł mieć go na wyłączność, ale musiał dzielić go z satelitami MIDAS, startami testowymi Big Joe i innymi startami rakiet międzykontynentalnych, zanim mógł być wyłącznie w rękach NASA. Później wszystkie starty Mercury-Atlas były stąd wystrzeliwane, a później także starty Atlas-Agena.

Konieczne było dalsze planowanie w celu zaprojektowania lądowania i późniejszych operacji ratunkowych oraz zarządzania utrzymywaniem kontaktu radiowego podczas lotu. Marynarka Wojenna została wybrana do wykonywania obu zadań jednocześnie.

Na konferencji prasowej w Waszyngtonie 9 kwietnia 1959 roku NASA przedstawiła opinii publicznej siedmiu mężczyzn, którzy po rygorystycznych testach medycznych i psychologicznych zostali wybrani, aby stać się pierwszymi ludźmi, którzy polecą w kosmos. Równocześnie z ich odsłonięciem publiczność poznała nowe słowo: astronauta (w terminologii amerykańskiej astronauta, które wywodzi się z mitologii greckiej, kojarząc się z Argonautami, a dosłownie oznacza gwiezdnego żeglarza).

Ale publiczne odsłonięcie poprzedził długi, tajny projekt selekcji. Wnikliwa selekcja opierała się na medycznych założeniach, że przyszłych podróżników w kosmos czekają śmiertelne niebezpieczeństwa: przewidywano zapadnięcie się orbity w nieważkości, sądzono, że ludzie nie będą w stanie jeść ani pić bez grawitacji, ale podejrzewano też trudności psychologiczne, a samotnego kosmonautę może ogarnąć rodzaj kosmicznego szaleństwa, przez co nie będzie w stanie nad nim zapanować. Aby przeciwdziałać tym niebezpieczeństwom, opracowano system selekcji, który miał wyłaniać kandydatów o ponadprzeciętnych walorach zdrowotnych i psychologicznych.

Wybór

Selekcja kandydatów na astronautów została przeprowadzona zgodnie z instrukcjami prezydenta Eisenhowera – i nieco zmodyfikowana w stosunku do wymagań określonych przez Kosmiczną Grupę Zadaniową – z zaproszeniem wojskowych korpusów lotniczych do sporządzenia listy potencjalnych kandydatów. W sumie 508 potencjalnych kandydatów zostało przebadanych w Waszyngtonie, z których wybrano 110 pilotów (na liście znalazło się 5 pilotów Marines, 47 Navy i 58 Air Force, przy czym nikt z Army Air Forces nie został uznany za odpowiedniego). W drugim etapie procesu selekcji, kandydatów podzielono na trzy główne grupy, a pierwsze 35 osób zostało wezwanych do Waszyngtonu na rozmowy kwalifikacyjne na początku lutego 1959 r., z zachowaniem klauzuli poufności. Charles Donlan, który kierował projektem z ramienia Space Task Group, z zadowoleniem stwierdził, że zdecydowana większość kandydatów cieszy się na udział w programie Mercury. Wynikało to z faktu, że program wymagał ochotników, a przyszli piloci nie mieli być doprowadzeni do tego zadania. Tydzień po zakończeniu wywiadów pierwszej grupy, druga grupa przybyła do Waszyngtonu i przeprowadziła swoje wywiady. Odsetek ochotników wśród tych, których uznano za odpowiednich, był tak wysoki, że nie było potrzeby powoływania trzeciej grupy (zwłaszcza że pierwotnie przewidywany kontyngent 12 osób został zredukowany do 6). Po rozmowach kwalifikacyjnych w obu grupach 69 osób przeszło do procesu selekcji.

Pomimo wyraźnych parametrów fizycznych, sześć z 69 osób zostało odrzuconych z powodu zbyt wysokiego wzrostu. Wreszcie 56 kandydatów zostało odrzuconych z powodu dodatkowego wycofania się z testów ogólnych, technicznych i psychologicznych w drugiej turze. Następnie zredukowano liczbę wybranych do 32 osób, które zostały zabrane przez Kosmiczną Grupę Zadaniową na szczegółowe badania medyczne, w tym elementy specjalne, w Lovelace Clinic w Albuquerque w Nowym Meksyku, a następnie w Laboratorium Aeromedycznym w bazie Wright-Patterson.

Przez tydzień, począwszy od 7 lutego 1959 r., kandydaci przechodzili sześciofazowe, wszechstronne, wielodniowe badania lekarskie w Klinice Lovelace. Obejmuje to najpierw przegląd historii choroby kandydatów, a następnie szczegółowe badania ogólnolekarskie, takie jak badanie wzroku, EKG i badanie refleksu, kolonoskopia i badanie krwi lub badanie nasienia. Następnie wykonano pełen zakres badań rentgenowskich, od prześwietleń zębów po prześwietlenia żołądka. Kolejnym etapem były badania wydolności fizycznej, w tym testy wysiłkowe serca na ergometrze rowerowym, pomiary pojemności płuc oraz pomiary gęstości ciała. Na koniec tygodniowych testów dane zostały podsumowane i zapisane w dokumentacji medycznej każdego kandydata.

Bezpośrednio po testach klinicznych grupa przeniosła się do Bazy Sił Powietrznych Wright-Patterson, gdzie w dniach 16 lutego – 27 marca 1959 r. przeprowadzono testy obciążeniowe. Testy te zostały opracowane w celu oceny odporności kandydatów na stres psychiczny i fizyczny. Testy fizyczne obejmowały proste ćwiczenia z obciążeniem na schodach lub bieżni, testy w wirówce wymagające dużej wytrzymałości lub wieloosiowe ćwiczenia na fotelu obrotowym znane pilotom z badań lotniczych. W równoległych testach psychologicznych kandydaci byli testowani przy użyciu nieoczekiwanych lub nieprzyjemnych bodźców, takich jak testy w zimnej lub ciepłej wodzie lub ćwiczenia w ciemnej komorze. Wśród testów psychologicznych znalazł się również test Rorschacha, który skądinąd budzi wątpliwości co do wiarygodności.

Po zakończeniu testów w Wright Patterson, Komitet Nominacyjny przedstawił 18 w pełni wykwalifikowanych medycznie kandydatów na zakończenie serii testów pod koniec marca 1959 roku. Komitet selekcyjny Space Task Group zebrał się 1 kwietnia 1959 r. i spośród 18 odpowiednich kandydatów siedmiu zostało ostatecznie wybranych do szkolenia astronautów. Grupa ta została ogłoszona przez NASA w dniu 2 kwietnia 1959 roku, a następnie zostały przedstawione jako Mercury Seven (Mercury 7) w dniu 9 kwietnia 1959 roku w Waszyngtonie jako przyszłych astronautów USA, i z tych siedmiu pilotów, szkolenie astronautów rozpoczął.

Original Weeks

Kolejna grupa, znana w prasie jako Mercury Seven, rozpoczęła szkolenie:

Sześciu z nich wyleciało w kosmos w ramach programu (Slayton wypadł z grupy w 1962 roku z powodu problemów z sercem, a w programie Sojuz-Apollo poleciał dopiero w 1975 roku po operacji serca).

Kandydaci na astronautów stanęli w centrum uwagi dzięki swojej prezentacji. Podobnie jak naturalne zainteresowanie opinii publicznej – trudno było wówczas o bardziej egzotyczny zawód niż „astronauta”. Sama NASA dodatkowo zwiększyła popularność swoich kandydatów, zachęcając do zawarcia umowy między astronautami a jednym z głównych amerykańskich magazynów, który za 500 000 dolarów kupił prawa do publikowania historii o astronautach. W ramach umowy publikował swoje reportaże z życia astronautów w serii Life, a także ich biografie. W tej serii artykułów, która ukazywała się w 28 numerach w latach 1959-1963, Life stworzył nowego amerykańskiego bohatera, portretując astronautów jako swego rodzaju „codziennych superbohaterów”, upiększając ich pochodzenie i przedstawiając ich codzienne życie poza treningiem w amerykańskim stereotypie.

Oprócz Tygodni Merkurego, dla pierwszych siedmiu astronautów NASA używano także dwóch innych nazw – obie pośmiertne. Jedna z nich to Astronaut Group 1, której NASA użyła później, gdy zaczęła rekrutować dodatkowe grupy astronautów do programu Gemini, a następnie Apollo i chciała rozróżnić grupy wybrane w różnych okresach. Ale to nie tylko NASA, ale sami astronauci, którzy wyróżniali się poprzez nadanie nazwy grupie, i tak Oryginalna Siódemka stała się znana, a później najbardziej publicznie używaną nazwą grupy, również w celu odróżnienia jej od innych (takich jak Nowa Dziewiątka zwerbowana w 1962 roku, czy Czternastka w 1963 roku).

Szkolenie astronautów

Trening był bardzo podobny do programu selekcji w bazie lotniczej Wright-Patterson: ćwiczyli profile startu i wejścia do samolotu w symulacjach przyspieszenia odśrodkowego, trenowali w walizce, w komorze cieplnej lub w komorach z dwutlenkiem węgla, utrzymywali sprawność fizyczną uprawiając różne sporty. Ale były też zupełnie nowe obszary. Zwiedzili fabryki różnych dostawców, zapoznając się z budowanym sprzętem, odwiedzili Przylądek Canaveral, punkt startowy dla ich przyszłych misji kosmicznych, oraz pojechali do Akron, aby zobaczyć zakład produkujący skafandry kosmiczne. Rozpoczęli również proces specjalizacji, na przykład Carpenter, ze swoim doświadczeniem marynarskim, stał się ekspertem od systemów komunikacyjnych i nawigacyjnych statku kosmicznego, Grissom zagłębił się w systemy sterowania i elektromechaniczne Merkurego, a Glenn pomagał przy tablicy przyrządów pokładowych. Oprócz powyższych testów szkolenie obejmowało również ćwiczenia w locie. Z jednej strony kontynuowali poprzednie loty w myśliwcach o wysokich osiągach, aby utrzymać swoje umiejętności pilotażu, z drugiej zaś ćwiczyli się do stanu nieważkości, w którym przyjdzie im się zmierzyć, wykonując loty paraboliczne w specjalnie do tego celu zaprojektowanym samolocie C-131 NASA.

W sumie zbudowano dwadzieścia Mercurysów, trzy nieudane starty, pięć umieszczono na orbicie balistycznej, a sześć okrążyło Ziemię. Przeprowadzono sześć eksperymentów z udziałem ludzi, w tym dwa tylko na orbicie balistycznej. Statek kosmiczny pozwalał pojedynczemu człowiekowi na lot w przestrzeni kosmicznej przez 24 godziny, maksymalnie do 36 godzin. Baterie chemiczne były w stanie wytrzymać 1500-3000 watogodzin (Wh), w zależności od zadania. Miał on kształt dzwonu, wysokość 3,4 metra wraz z rakietami wspomagającymi, a jego maksymalna szerokość wynosiła 1,9 metra. Miał on konstrukcję dwuścienną, obudowa zewnętrzna była ze stopu niklu, wewnętrzna ze stopu tytanu, a pomiędzy nimi znajdował się materiał izolacyjny z włókien ceramicznych. Rakieta ratunkowa została zamontowana w nosie. Wysokość wieży ratowniczej wynosi 6,2 metra. Spadochron stabilizujący oraz stabilizujący podczerwony celownik horyzontu zostały zamontowane w obudowie anteny. Kabina ma 1,9 metra średnicy i 1,5 metra wysokości. W czasie służby astronauta wykonywał wymagane zadania w pozycji siedzącej, prawie bez ruchu.

Alan Shepard był pierwszym Amerykaninem, który wyruszył w kosmos w statku kosmicznym Freedom 7, wykonując suborbitalny skok kosmiczny. John Glenn był pierwszym Amerykaninem, który wylądował na orbicie okołoziemskiej w statku kosmicznym Friendship 7. Sowieci prześcignęli Amerykanów w załogowych lotach kosmicznych dzięki programowi Wostok.

Loty próbne bezzałogowców

Pierwszą próbą programu Mercury byłby Little Joe 1, gdyby nie usterka, która uniemożliwiła jego realizację. Eksperyment nie odbywał się nawet na Przylądku Canaveral, ale na wyspie Wallop, a inżynierowie chcieli sprawdzić, jak zachowa się wieża ratunkowa, szczególnie w momencie maksymalnego ciśnienia dynamicznego (maksymalny opór przy starcie). Do tego celu wystarczyła rakieta Little Joe, która mogła symulować pożądane ciśnienie dynamiczne, następnie na tej rakiecie zbudowano model statku kosmicznego Mercury, a na końcu jedyny kompletny system – wieżę ratowniczą.

Jednak planowany lot w 1959 roku zakończył się całkowitą porażką. 21 sierpnia 1959: 35 minut przed planowanym startem, gdy automat i samozniszczenie były podłączone do źródła zasilania własnej baterii, niespodziewanie doszło do wyzwolenia ładunków wybuchowych oddzielających zespoły statku kosmicznego – załoga przygotowująca się do startu rozpoczęła paniczny lot – i ostatecznie wieża ratunkowa (która prawidłowo wykryła awarię) została wystrzelona z dołączonym modelem statku kosmicznego, podczas gdy rakieta pozostała na stanowisku startowym. Rakieta ratunkowa wykonała swoje zadanie wzorowo, wynosząc Merkurego na wymaganą wysokość około 600 metrów, gdzie go uwolniła. Raport z badań został ukończony w mniej niż miesiąc, a przyczyną awarii był tzw. prąd błądzący spowodowany niewłaściwym uzwojeniem.

Oprócz serii eksperymentów Little Joe na Wallop Island (które w zasadzie miały udowodnić funkcjonalność rakiety ratunkowej), NASA rozpoczęła także testy innego ważnego komponentu – osłony termicznej. Wymagało to większej mocy rakiety nośnej, tzw. rakiety Big Joe. Duży Joe był w zasadzie rakietą Atlas. W eksperymencie Big Joe, rakieta nośna Atlas-10D została połączona z niedziałającym, ale efektywnym pod względem masy i rozmiarów statkiem kosmicznym Mercury, a na statku kosmicznym zamontowano osłonę termiczną (która nagrzewa się podczas ponownego wejścia na orbitę, spala się, spala, powoli rozpada, ale efektywnie rozprowadza ciepło), wybraną po długiej debacie projektowej.

Start odbył się 9 września 1959 r. z Przylądka Canaveral, stanowisko startowe nr 14. Podczas lotu wszystko działało bez zarzutu aż do około 2 minuty, kiedy to telemetria otrzymała sygnał błędu z systemu sterowania: nie doszło do rozdzielenia przekładni. Ponieważ stopień nadal leciał jako martwy ciężar, nie było szans na osiągnięcie przez statek kosmiczny planowanej wysokości i prędkości. Gdy stopień rakiety pozostał na statku kosmicznym (tym samym pokonując główny cel osłony termicznej), kontrola musiała bawić się z reaktywnymi pędnikami sterującymi (zasadniczo małymi pomocniczymi pędnikami, które wykonują sterowanie), aby sprowadzić rakietę na dół, co ostatecznie się udało, chociaż materiał pędny do sterowania został całkowicie zużyty. Statek Merkury osiągnął w końcu wysokość 140 km i po przebyciu 2292 km dotarł do Oceanu Atlantyckiego, gdzie po kilku godzinach poszukiwań ratownicy znaleźli go w miarę nienaruszonego.

4 października 1959 r. odbył się kolejny test Mercury”ego – ponownie na Wallop Island – który nie został wówczas oznaczony, a dopiero później otrzymał oznaczenie Little Joe 6. Test był w zasadzie krokiem wstecz w stosunku do nieudanej pierwszej próby, a jedyną wspólną cechą było to, że użyto tego samego pojazdu, który został pozostawiony na stanowisku startowym w sierpniu. Jeśli chodzi o cele testów w locie, krok wstecz oznaczał, że jedynymi testami były sprawdzenie przydatności rakiety oraz charakterystyki lotu i wytrzymałości statku kosmicznego. W tym celu z rakietą zmontowano kapsułę kosmiczną o odpowiedniej masie i rozmiarach, ale pozbawioną systemów, a więc niezdolną do działania, oraz równie niezdolną do działania wieżę ratunkową.

Podczas eksperymentu Little Joe uniósł 16,5-metrową i 20-tonową konstrukcję na wysokość 65 kilometrów, gdzie pod koniec dwuipółminutowego lotu kontrolki uruchomiły autodestrukcję zgodnie z planem. Kawałki statku kosmicznego uderzyły w ocean w odległości 115 kilometrów. Eksperyment został uznany za udany.

Na wyspie Wallop eksperymenty trwały nieprzerwanie, rakiety Little Joe były wystrzeliwane co miesiąc, aż do dnia dzisiejszego. W ten sposób 4 listopada 1959 roku wystrzelono Little Joe 1A, który dokładnie powtórzył nieudany lot Little Joe 1. Cele były takie same, lot miał na celu sprawdzenie przydatności rakiety ratunkowej, przy jednoczesnym uzyskaniu jak największej ilości danych o systemie spadochronowym. Kapsuła przeznaczona do lotu była ponownie niedziałającą makietą, z nienaruszoną jedynie rakietą ratunkową. W eksperymencie wzięła również udział prasa, po krótkiej batalii, w której dziennikarze walczyli o uzyskanie informacji z pierwszej ręki o locie (pracownicy NASA przeprowadzili więc wcześniej szczegółowe „szkolenie” dla prasy, aby ewentualne przerwy w odliczaniu nie zostały zgłoszone jako błąd lub awaria).

Little Joe 2 został wystrzelony ze swojego stałego miejsca na Wallop Island 4 grudnia 1959 roku i był znacznym postępem w stosunku do poprzedniej próby. Chociaż LJ-1A nie był niekwestionowanym sukcesem, eksperymentatorzy dodali żywy lot do eksperymentu Mały Joe-Mercury. Byli ciekawi, jak prosty organizm, jakim jest mała miedziana małpka, zachowa się pod wpływem ruchu statku kosmicznego, stanu nieważkości i promieniowania na dużych wysokościach. Później planowano uruchomić dodatkowy pakiet biologiczny: ziarna owsa, neurony szczura, kultury tkanek i robaki były przygotowane do podróży z małpą.

Start odbył się w obecności dwóch nowych kandydatów na astronautów, Alana Sheparda i Virgila Grissoma. Mały Joe wyniósł Mercury”ego na wysokość 30 000 metrów, a startująca rakieta ratunkowa podniosła wysokość jeszcze bardziej, wynosząc kapsułę na 84 000 metrów, zanim spadła z martwego punktu. Wysokość szczytowa okazała się o prawie 30 000 metrów niższa niż planowano, co było spowodowane źle obliczonym oporem powietrza. Małpa Sam przeżyła tylko 3 minuty w stanie nieważkości zamiast planowanych 4. Pod koniec około 6 godzin rzucania i obracania, ratownikom udało się wyciągnąć małą małpkę z morza bezpiecznie, po gładkim lądowaniu. Eksperci uznali wszystkie wstępne cele za sukces i byli zachwyceni – zwłaszcza doskonale działającą wyrzutnią Little Joe – choć później opinie stały się bardziej zniuansowane, zwłaszcza biolodzy narzekali na niezbyt zadowalające wyniki eksperymentu na zwierzętach. Główny cel został jednak osiągnięty, a rakieta ratunkowa okazała się doskonale przystosowana do ewentualnego awaryjnego ratowania statku kosmicznego z żywymi istotami – nawet ludźmi – na pokładzie.

Po podróży małpki Sam nastąpiła powtórka z nie do końca udanych lotów Little Joe 1 i 1A, z tą różnicą, że na pokładzie statku kosmicznego ponownie znajdował się „ktoś” – Miss Sam, mała samica małpki miedzianej. W dniu 21 stycznia 1960 r. z Wallop Island wystrzelono kolejną rakietę Little Joe, która tym razem wreszcie spełniła oczekiwania. Rakieta nie przekroczyła planowanej wysokości o 15 kilometrów i osiągnęła prędkość ponad 3200 km.

Jedyną prawdziwą nowością podczas lotu były ćwiczenia ratownicze, podczas których inżynierowie symulowali sytuację awaryjną na wysokości wypalenia Little Joe i konieczność wystrzelenia rakiety ratunkowej. Operacja przebiegła bez zakłóceń, a kolejne 75 m

W lutym 1960 roku, na spotkaniu w Los Angeles, NASA zdecydowała (bazując nieco na testach Little Joe i Big Joe) o ostatecznej konfiguracji statku kosmicznego Mercury, rakiety Atlas i rakiety ratunkowej, i planowała wdrożyć ją w ostatecznej konfiguracji. Ostateczność – i być może obecność działającego sprzętu – była również widoczna w fakcie, że lot nie był przeznaczony do wystrzelenia jako Big Joe, ale jako ostateczny Mercury-Atlas-1. Do lotu wykorzystano więc fabryczną kapsułę kosmiczną nr 4 firmy McDonnell i zainstalowano w niej dodatkowe wyposażenie i oprzyrządowanie. Ze względu na brakujące systemy (podtrzymywania życia, fotel pilota, tablica przyrządów, pędniki sterujące, itp.), które nie zostały jeszcze zainstalowane, statek kosmiczny był raczej warsztatem pomiarowym w swojej ostatecznej budowie niż funkcjonalnym pojazdem kosmicznym.

Parametry, które należy sprawdzić przed lotem

W dniu 24 lipca ustalono parametry, jakie ma osiągnąć statek kosmiczny (5700 m

Minutę po starcie utracono wszelki kontakt z rakietą. Na sekundę przed przerwaniem transmisji odebrano sygnał telemetryczny, że nagle ustała różnica ciśnień między zbiornikiem paliwa a zbiornikami ciekłego tlenu. Ponieważ nie było możliwości kontroli wizualnej przez chmurę, nie można było stwierdzić, czy sygnał ten był przyczyną problemów, czy efektem końcowym, w którym zbiorniki uległy zniszczeniu, ale z sygnałów jasno wynikało, że rakieta i statek kosmiczny zostały zniszczone. Przyczyny katastrofy były trudne do ustalenia, choć ekipom ratunkowym udało się odnaleźć w morzu rozbitą rakietę i kapsułę kosmiczną Mercury. Przyczyny awarii nie udało się ustalić, ale NASA zdecydowała się powtórzyć lot, tyle że w celu załadowania statku kosmicznego instrumentami do kolejnego testu.

Projekt eksperymentu Little Joe 5 rozpoczął się około rok przed planowanym startem, a pierwotny pomysł polegał na wystrzeleniu pierwszej działającej kapsuły kosmicznej Mercury lub rakiety ratunkowej poprzez umieszczenie w niej specjalnego „pakietu” zawierającego średniej wielkości szympansa, aby przetestować zachowanie statku kosmicznego i jego lokatora przy maksymalnym Q. Jednak opóźnienia w lądowaniu kapsuły kosmicznej, problemy z tak zwanym „zszywanym pierścieniem” łączącym statek kosmiczny i rakietę oraz wbudowaną w niego pirotechniką separacyjną opóźniły przygotowania, więc Robert Gilruth zdecydował (za zgodą inżynierów STG) o usunięciu lotu szympansa z założeń planistycznych, aby załoga mogła skupić się bardziej na kwestiach technicznych. Później pojawiły się kolejne problemy z instalacją zbiorników helu i nadtlenku wodoru, co spowodowało dalsze opóźnienia. Pojawiły się także dodatkowe problemy z wagą sprzętu latającego, co stwarzało możliwość niechcianego lądowania w Afryce.

Start został ostatecznie zaplanowany na 8 listopada 1960 roku. Tego dnia eksperyment zakończył się całkowitym niepowodzeniem. Rakieta wystartowała z Wallop Island o 10:18 czasu lokalnego (15:18 UTC) i została zniszczona po zaledwie 16 sekundach lotu. Rakieta ratunkowa została następnie odpalona przed czasem, podczas gdy pojazd nośny wciąż przyspieszał statek kosmiczny, ale wszystkie elementy pozostały w stanie sprzężenia, zboczyły z kursu i rozbiły się o morze. Kapsuła wzniosła się na wysokość zaledwie 16,2 km i rozbiła się o morze w odległości 20,9 km od miejsca startu, czyli daleko poza docelowym zasięgiem. Ratownicy wydobyli później część wraku z morza w celu dalszej analizy.

W drugiej połowie 1960 roku w NASA pojawił się pomysł – częściowo z obawy przed wyprzedzeniem przez Sowietów, a częściowo w celu zaoszczędzenia kosztów – aby rozdzielić eksperymenty i oprócz lotu orbitalnego rakietą Atlas wykonać tzw. skok kosmiczny (lot po orbicie balistycznej) rakietą o mniejszej mocy, który byłby lotem kosmicznym tylko pod tym względem, że przekroczyłby linię Kármána. Wybrano rakietę Redstone, a na jej szczycie zbudowano statek kosmiczny Mercury, aby przetestować skok kosmiczny.

Aby przetestować nowy profil lotu, inżynierowie zaplanowali lot pełnowymiarowej kapsuły kosmicznej Mercury (przykład fabryczny nr 2) z wyrzutnią Redstone (oznaczoną MR-1) i pełnowymiarową wieżą ratunkową. Planowano wykorzystać tę kombinację urządzeń do przetestowania systemu automatycznego naprowadzania i lądowania statku kosmicznego, jak również infrastruktury startowej, ratunkowej i śledzenia. Ponadto chciano również przetestować działanie systemu wykrywania przerwania lotu (system został skonfigurowany tak, aby wykrywać i zgłaszać systemowi kontroli sytuację przerwania lotu, ale nie wywoływać przerwania lotu).

Start początkowo zaplanowano na 7 listopada 1960 r., ale wykryto usterkę w systemie helowym (ciśnienie nieoczekiwanie spadło do jednej czwartej normalnej wartości), więc start musiał zostać przełożony, statek kosmiczny i osłona termiczna zdemontowane z Redstone, usterka usunięta (poprzez wymianę zbiorników i ponowne okablowanie), a zespół ponownie zmontowany. Nowy start został zaplanowany na 21 listopada 1960 roku. Po raz pierwszy do kierowania lotem wykorzystano centrum kontroli Merkurego.

Start odbył się o godzinie 9:00 czasu lokalnego (14:00 UTC) z platformy startowej LC-5. Zaskoczeni kontrolerzy zobaczyli przez peryskop nowego centrum sterowania, że rakieta zaryczała, potem nagle ryk ustał, rakieta szarpnęła, potem osiadła na płacie ogonowym i na stanowisku startowym zapanowała cisza. Natychmiast po tym rakieta ratunkowa startuje i odlatuje, pozostawiając jednak kapsułę kosmiczną na szczycie rakiety. Trzy sekundy po tym, jak rakieta odlatuje, spadochron kapsuły rozwija się i obejmuje kapsułę, do połowy się rozwijając. Sytuacja stała się dość niebezpieczna ze względu na wadliwe działanie systemu: w pełni załadowana rakieta stała na stanowisku startowym bez żadnego zabezpieczenia, zdana wyłącznie na grawitację, ze spadochronem zwisającym z boku całego zespołu, grożącym przewróceniem przez niewielki podmuch wiatru.

Awaria ta ostatecznie zapisała się w raportach jako „lot na cztery cale” (inni podsumowali to wydarzenie jako „wystrzeliliśmy tylko rakietę ratunkową”). Po pierwsze, dowództwo wybrało spośród kilku opcji, aby poczekać do wyczerpania baterii potrzebnych do zasilania systemów rakiety, tak aby ciekły tlen mógł powoli się wygotować i można było zbliżyć się do wybuchającej rakiety. Wkrótce rozpoczęto poszukiwania przyczyny problemu: podczas startu różne kable zostały odłączone od rakiety w różnych sekwencjach, a niewłaściwy kabel (krótszy kabel z innego typu Redstone) został wyciągnięty z rakiety w niewłaściwej kolejności, więc silnik wykrył to jako polecenie wyłączenia i zatrzymał proces startu na długo przed jego zakończeniem. Po zidentyfikowaniu usterki podjęto decyzję o powtórzeniu testu.

Niespełna miesiąc po nieudanej próbie NASA była gotowa do wykonania kolejnego skoku w kosmos. Lot Mercury-Redstone-1A był całkowitym powtórzeniem nieudanej próby z 19 listopada. Statek kosmiczny był taki sam (numer fabryczny Nr.2) jak ten, który został zdemontowany z MR-1, a rakieta użyta do montażu to MRLV-3. Cel lotu pozostał ten sam: sprawdzenie działania systemu automatycznego naprowadzania i lądowania oraz systemu przerywania lotu przy użyciu działającej kapsuły kosmicznej, rakiety i wieży ratunkowej.

Start odbył się 19 grudnia 1960 roku, kiedy to rakieta Redstone wystartowała z wyrzutni LC-5 na Przylądku Canaveral o godzinie 11:15 (16:15 UTC). Silnik pracował przez 143 sekundy, a statek kosmiczny został ostatecznie wyniesiony na wysokość 210 kilometrów (210 mil) i wylądował na Oceanie Atlantyckim 378 kilometrów (378 mil) od miejsca startu. Maksymalna prędkość końcowa lotu wynosiła 7900 km

Po udanej misji Mercury-Redstone-1A, NASA natychmiast przeniósł się do Redstone rakiet kosmicznych lotów, jak to było najszybszym sposobem dla Stanów Zjednoczonych, aby pokonać Sowietów do ciosu. Następnym krokiem było wykonanie pełnoprawnego skoku w kosmos przy użyciu w pełni wyposażonego statku kosmicznego, ale najpierw z małpą na pokładzie, jako rodzaj próby generalnej przed lotem człowieka, aby można było zbadać wpływ na żywe organizmy. Cele Mercury-Redstone-2 zostały odpowiednio zdefiniowane. Jednak zamiast małp rhesus, które były już używane w eksperymentach z Małym Joe, do lotu wybrano szympansa, naczelnego o bardziej ludzkiej budowie ciała. W Bazie Sił Powietrznych Holloman, kolonia 40 małp została już założona do eksperymentów, a jedna z nich została wybrana do lotu. Wybrana małpa urodziła się w Kamerunie w 1956 roku i została przeniesiona do Ameryki w 1959 roku, a dla potrzeb eksperymentu oryginalny Chang („numer inwentarzowy” został zmieniony z 65 na Ham. Ham nie miał oryginalnego angielskiego znaczenia „ham”, ale był akronimem składającym się z inicjałów Holloman Aerospace Medical Center, który prowadził eksperyment. Nowością dla Hama, w porównaniu do poprzedniego lotu, była konieczność opracowania testów sprawdzających nie tylko funkcje życiowe, ale także reakcję organizmu na stan nieważkości i skutki lotu kosmicznego. Najważniejszym z tych testów było poddanie zwierzęcia różnym dźwiękom i

Dwudziestu weterynarzy i opiekunów, wraz z sześcioma najlepszymi zwierzętami wybranymi w bazie Holloman, zostało przeniesionych na Przylądek Canaveral 2 stycznia 1961 roku, gdzie przydzielono im osobny oddział. Nowa lokalizacja najpierw rozpoczęła okres aklimatyzacji, ponieważ małpy zostały przeniesione z wysokości Hollomana około 1500 metrów nad poziomem morza do poziomu morza, tak że mierzone wartości zdrowotne małp zmieniły się z przyczyn obiektywnych. Zwierzęta podzielono następnie na dwie oddzielne grupy, których członkowie nie mogli się ze sobą kontaktować, co zapobiegło ewentualnemu rozprzestrzenieniu się choroby zakaźnej wśród wszystkich kandydatów w tym samym czasie. W okresie poprzedzającym start, szympansy codziennie ćwiczyły zadania, których nauczyły się w Holloman, tylko tym razem sygnały świetlne i dźwiękowe oraz ramiona reagujące zostały włączone do naturalnej wielkości makiety kabiny Merkurego, aby umożliwić zwierzętom przyzwyczajenie się do nowego „środowiska pracy”. Dzień przed startem, członek Kosmicznej Grupy Zadaniowej i weterynarz z zespołu Holloman zbadali zwierzęta i wybrali najbardziej odpowiedniego kandydata, Ham. Przydzielony do lotu szympans miał też zapasową samicę o imieniu Minnie. W przypadku dwóch wybranych osobników proces startu rozpoczął się 19 godzin przed planowanym startem, kiedy to wyposażono je w biosensory mierzące ich funkcje życiowe i podano dietę. Na siedem i pół godziny przed startem przeprowadzono ostatnie badania lekarskie. Na cztery godziny przed startem oba zwierzęta zostały umieszczone w specjalnie zaprojektowanych do tego lotu fotelach ciśnieniowych i przewiezione na płytę startową.

Start Mercury-Redstone-2 odbył się 31 stycznia 1961 r. o godz. 11:55 (16:55 UTC), po serii opóźnień spowodowanych problemami (zacięła się winda na stanowisku startowym, zbyt wiele osób niepotrzebnie przebywało w otoczeniu stanowiska startowego, jeden z systemów potrzebował 20 minut dłużej na ustabilizowanie się, a osłona jednego ze złączy rakiety utknęła). Podróż szympansa nie przebiegła bezproblemowo. Minutę po starcie dane telemetryczne wykryły odchylenie trajektorii o 1 stopień, a następnie odchylenie to wzrosło. Przyspieszenie trwało 137 sekund, po czym automatyczny silnik rakiety wyłączył się zgodnie z programem. Rakieta ratunkowa rozpoznała wyłączenie silnika jako awarię, ale zamiast się wyłączyć, odpaliła i kontynuowała podnoszenie kapsuły. Awaria rakiety ratunkowej spowodowała nadmierną prędkość statku kosmicznego, przekraczającą planowaną prędkość około 7081 km

Mimo trudności, małpka spisała się świetnie. Podobnie jak w przypadku ćwiczeń na ziemi, musiał pociągać za dźwignie na różne wskazówki i spudłował tylko dwa razy na 50 razy (ponownie ukarany małym porażeniem prądem). Po wylądowaniu, jeszcze jeden problem stał się widoczny dla kontroli. Awaria nastąpiła podczas separacji rakiet i fałszywego startu rakiety ratunkowej, rakiety wspomagające hamowanie używane do ostatecznego ustalenia trajektorii przy lądowaniu (które były połączone w „pakiet” i przywiązane do dna kabiny w celu łatwego odłączenia pod koniec hamowania) zostały przedwcześnie odłączone. W związku z tym manewr hamowania nie miał miejsca w górnej części trajektorii. Następnie kapsuła powróciła do atmosfery, a ze względu na wielokrotne zmiany trajektorii Ham został poddany działaniu siły 14,7 G przy maksymalnym opóźnieniu. Problemy nie opuściły statku kosmicznego podczas opadania. Ham po 16 minutach i 39 sekundach lotu roztrzaskał się na Oceanie Atlantyckim, 679 kilometrów od miejsca startu i 90 kilometrów od najbliższego oczekującego okrętu, niszczyciela USS Ellison. Podczas lądowania kabina została uszkodzona, oderwana została osłona termiczna i nastąpił przeciek, więc do kabiny zaczęła wlewać się woda, grożąc jej zatonięciem. Samolot poszukiwawczo-ratowniczy P2V wysłany w celu monitorowania lądowania i zlokalizowania położenia kabiny w wodzie odkrył kabinę Mercury wyrzuconą do góry dnem w wodzie 27 minut po lądowaniu. Dowództwo nakazało wtedy marynarce wojennej zamówić śmigłowce do wczesnej akcji ratunkowej, ponieważ odzyskanie łodzi zajęłoby co najmniej 2 godziny. Najbliższy lotniskowiec, USS Donner, wysłał śmigłowiec poszukiwawczo-ratowniczy, który ostatecznie odnalazł tonącą kapsułę kosmiczną. Piloci szacują, że do czasu wyłowienia kabiny w jej wnętrzu zebrało się około 360 litrów wody. Poza uszkodzeniem ściany kabiny, woda dostała się do niej również przez zawór (ten sam, przez który w początkowej fazie lotu wydostawało się powietrze i pozostawał otwarty). Po wydobyciu, śmigłowiec przetransportował kabinę na USS Donner, a na pokładzie otwarto drzwi. Marines znaleźli Hama przypiętego do fotela, całego i zdrowego. Zwierzę, które było w dobrej kondycji, dostało jabłko i pomarańczę z kambuza, które zjadło z apetytem.

Misja Ham”a nie zakończyła się jednoznacznym sukcesem, dlatego konieczne było wprowadzenie zmian w rakiecie i sprawdzenie jej funkcjonalności podczas kolejnego lotu testowego przed załogowym lotem kosmicznym.

W międzyczasie dokonywano również postępów w drugiej gałęzi eksperymentu – lotach orbitalnych. Kluczem było uczynienie rakiety Atlas zdolną do lotu w kosmos dla programu Mercury, który zakończył się spektakularną porażką w przypadku Mercury-Atlas-1. Podczas badania wypadku podejrzenie padło na konstrukcję rakiety jako możliwe źródło awarii. Atlas był tzw. rakietą naftowo-tlenową (tj. wykorzystującą naftę RP-1 jako paliwo i skroplony tlen jako utleniacz), której pierwszy udany start odbył się 17 grudnia 1957 r. jako wojskowa rakieta balistyczna. Filozofia konstrukcji była dość unikalna, inżynierowie zastosowali tzw. metodę „balonu gazowego”: zbiorniki statku kosmicznego wykonane były z cieńszej od papieru stali nierdzewnej i wypełnione w tempie ich ewakuacji gazem hel pod ciśnieniem 170-413 kPA, co zapewniało wytrzymałość strukturalną całej rakiety. Według testerów, rakieta eksplodowała lub rozpadła się z powodu niewystarczającej wytrzymałości strukturalnej, więc następna rakieta Atlas została wyposażona w stalową taśmę (zwaną w slangu astronautycznym hamulcem spajającym lub pasem) jako wzmocnienie, aby zrekompensować słabość strukturalną „cienkościennej” wersji. Taśma została najpierw przetestowana w laboratorium i tunelu aerodynamicznym i okazała się odpowiednia, ale między Kosmiczną Grupą Zadaniową, Siłami Powietrznymi i firmą Convair toczyła się długa debata, czy jest to odpowiednie rozwiązanie. W końcu opinia większości STG i Convair zarekomendowała Jamesowi Webbowi, nowemu szefowi NASA, że powinien zezwolić na lot (Webb, jako kilkudniowy przywódca, podjął ryzyko pójścia na przekór Siłom Powietrznym, które miały większe doświadczenie w operowaniu rakietą i były przeciwne eksperymentowi, oraz ściągnięcia wszystkich konsekwencji porażki na siebie i NASA).

Co jednak dziwne, inżynierowie nie określili testu orbitalnego, a jedynie suborbitalny, jako środek zapobiegawczy, rakieta miała w zasadzie tylko rozpędzić kapsułę Mercury do automatycznego skoku w kosmos. Decyzja Webba została podjęta, a rakieta, rakieta załogowa i rakieta ratunkowa zostały szybko zmontowane i przygotowane do startu. 21 lutego 1961 r. o godz. 9:28 (14:28 UTC) statek kosmiczny został wystrzelony bez zakłóceń, monitorowany przez kontrolerów z lokalnego centrum sterowania. Kilka osób ledwo odważyło się oddychać podczas startu, a słyszalne westchnienia ulgi były słyszalne, gdy po 1 minucie lotu rakieta i statek kosmiczny minęły strefę max Q i kontynuowały przyspieszanie zgodnie z planem. Telemetria kolejno wskazywała wyłączenie rakiety nośnej, oddzielenie się statku kosmicznego od rakiety, oddzielenie się od wieży ratunkowej, przewrócenie się statku kosmicznego do zapłonu hamującego, wykonanie manewru hamowania i w końcu oddzielenie się pakietu hamującego. Kontakt radiowy został w tym momencie utracony z powodu odległości, ale wkrótce wychodzący USS Greene zameldował, że odbiera sygnały z powracającej kapsuły i rakiety, oraz że wizualnie monitoruje ponowne wejście. W strefie lądowania (elipsa o średnicy 20×40 mil z błędami), USS Donner oczekiwał na przybycie statku kosmicznego. Niszczyciel dostrzegł statek kosmiczny, a wysłane śmigłowce ratunkowe w ciągu 24 minut podniosły Merkurego na pokład. Próba zakończyła się pełnym sukcesem.

Inżynierowie uznali za niezbędne sprawdzenie zachowania systemu statku kosmicznego w zakresie maksymalnego ciśnienia dynamicznego (max Q) i spodziewali się, że postęp w tej dziedzinie zostanie osiągnięty poprzez powtórzenie nieudanego lotu Little Joe 5 (mimo, że dane z testów Mercury-Atlas były już dostępne). Dlatego też dążono do powtórzenia LJ-5, zwłaszcza w świetle faktu, że podczas próby z lewej strony nie udało się jednoznacznie określić przyczyny awarii.

18 marca 1961 roku, o godzinie 11:49 (16:49 UTC), Mały Joe 5 został wystrzelony z Wallop Island, ale tym razem nie wszystko zadziałało jak należy. Zaledwie 20 sekund po starcie i 14 sekund przed upływem limitu czasu, rakieta nośna została ponownie uruchomiona, statek kosmiczny oddzielił się od rakiety i prawie w nią uderzył, a następnie na spadochronie opadł do oceanu. Kapsuła wylądowała ostatecznie 28 kilometrów od wyznaczonego miejsca lądowania z lekko uszkodzonym spadochronem. Według analizy przeprowadzonej po locie, ciśnienie dynamiczne (drag) wywarło na strukturę statku kosmicznego taką siłę deformacji strukturalnej, że skręcanie kadłuba i kadłuba w przód i w tył spowodowało w końcu zanieczyszczenie elektroniki, która wydała fałszywe polecenie przerwania lotu. Eksperyment ponownie zakończył się niepowodzeniem, lub przynajmniej częściowym sukcesem.

Start dał również załodze naziemnej możliwość ćwiczenia w rzeczywistych warunkach, z którymi później zetkną się w ludzkich pojazdach kosmicznych. W dniu startu, 300 metrów od miejsca startu zaparkowano pojazd opancerzony M113, w którym załoga – w tym „mistrz ognia” nadzorujący start – zajęła swoje miejsca i czekała, aż w hałasie wystrzelonej kości wykona swoją pracę. Inny pojazd – pusta ciężarówka pokryta azbestem – został zaparkowany 20 metrów od deflektora strumienia gazu rakiety, symulując położenie ruchomej wieży ewakuacyjnej. W trakcie przygotowań do startu wystąpił drobny problem z temperaturą paliwa, która wzrosła prawie do temperatury wrzenia i część cieczy wyciekła z rakiety. Proces tankowania był kontrolowany przez komputer, który musiał zostać dostosowany w celu rozwiązania problemu.

W dniu 24 marca 1961 r. o godz. 12.30 czasu lokalnego (17.30 UTC) rakieta została wystrzelona. Rakieta wystartowała zgodnie z planem, choć prędkość końcowa wyniosła 26,7 m

Po pierwszym udanym teście pocisku Atlas rozpoczęto przygotowania do kolejnego testu. Jest już pewne, że do tego testu zostanie użyta ulepszona rakieta produkcyjna D-100 – z kabiną Mercury o numerze 8. Ulepszenie polegało na zastąpieniu bocznej ściany rakiety grubszym materiałem, który obiecywał większą stabilność strukturalną, co miało zapobiec rozbiciu się z tego powodu Mercury-Atlas-1. Pierwotnie planowano, że Atlas zabierze kapsułę Mercury na lot balistyczny o długiej trajektorii nad Atlantykiem (2,000-2,500 km zamiast 400-500 km w przypadku skoku Mercury-Redstone), ale po locie Gagarina plan lotu został całkowicie zmieniony i planowano lot orbitalny z jednym zakrętem. Ponadto, w zrobotyzowanym statku kosmicznym umieszczono „robota”, który oprócz tego, że był wyposażony w różne przyrządy, był w stanie imitować oddychanie za pomocą specjalnego systemu pomp, aby zmierzyć obciążenia podczas lotu, testując w ten sposób system podtrzymywania życia. Zgodnie z planem B, gdyby rakieta Atlas nie osiągnęła wymaganej prędkości, lot mógłby zostać przerwany w dowolnym miejscu nad Atlantykiem i przekształcony w misję co najmniej tak bliską lotom suborbitalnym, jak pierwotnie planowano.

Mercury-Atlas-3 został wystrzelony 25 kwietnia 1961 r. o godz. 11.15 czasu lokalnego (15:15 UTC) bez większych opóźnień, ale z powodu awarii systemu sterowania – statek kosmiczny poleciał prosto w górę i nie zablokował się na swojej orbicie – musiał ulec samozniszczeniu w 43. sekundzie lotu. Jedyną działającą jednostką była rakieta ratunkowa, która automatycznie oddzieliła Merkurego przed eksplozją Atlasa, aby ten mógł później zejść do oceanu. Część wraku Atlasa, w tym jego system naprowadzania, odnaleziono dwa miesiące później w miejscu katastrofy, głęboko zagłębiona w błocie, co pozwoliło ustalić przyczynę awarii.

Na wyspie Wallop trwały przygotowania do siódmego startu Little Joe, gdyż uznano za absolutnie konieczne przeprowadzenie nieudanych testów LJ-5 i LJ-5A. Do tego celu wykorzystali kabinę Mercury”ego numer 14, która tym razem była załadowana jeszcze większą ilością instrumentów. Pierwotnie planowano, że rakieta wzniesie się po stromej trajektorii na wysokość 15 000 m, gdzie będzie mogła odłączyć się od statku kosmicznego, odłączyć wieżę ratunkową, wysunąć spadochron z obudowy spadochronu i rozpocząć lądowanie. Maksymalna siła Q wynosi około 5000 kg.

28 kwietnia 1961 r. o godz. 9:03 (14:03 UTC) odbył się start. Obserwatorzy od razu zauważyli, że jeden z silników Castora nie odpalił, co dawało pewność, że trajektoria będzie znacznie niższa. Ostatecznie rakieta wyniosła statek kosmiczny na wysokość zaledwie 4500 metrów, podczas gdy siła wykryta podczas maksimum Q była prawie dwukrotnie większa. Planowane przerwanie lotu nastąpiło w 33. sekundzie. Ostatecznie statek kosmiczny wylądował 3,5 kilometra od miejsca lądowania i został bez problemów podniesiony przez helikopter ratunkowy. Biorąc pod uwagę konstrukcję, która może przenieść dwa razy większy ciężar, eksperyment został uznany za udany, mimo że trajektoria była zupełnie nietrafiona.

Niepowodzenie lotu Mercury-Atlas-3 całkowicie zmieniło plany dotyczące następnego lotu. Pierwotne plany zakładały powtórzenie poprzedniego skoku kosmicznego z małpą na pokładzie, ale później zmieniono to na astronautę-robota zastępującego małpę i lot z 3 orbitami wokół Ziemi, który miał być przeprowadzony przez NASA w kwietniu 1961 r. Następnie, z powodu awarii MA-3, a potem serii opóźnień w produkcji Atlasa, eksperyment został odłożony, a plan lotu zmieniony. Ponadto podjęto niecodzienną decyzję o wykorzystaniu do lotu kabiny nr 9 Mercury”ego: kabinę nr 8 MA-3, która wpadła do morza, wyłowiono z morza, dokonano niezbędnych napraw i wymian i zbudowano ją na szczycie rakiety Atlas. Następnie w fabryce znaleziono wadliwe tranzystory i podejrzewano, że mogły one zostać użyte w Atlasie, a nawet w statku kosmicznym, dlatego zmontowany już zespół został odesłany do hangaru i ponownie rozmontowany. NASA zarządziła wtedy tak dokładną inspekcję, jak to tylko możliwe, ponieważ USA nie mogło sobie pozwolić na spóźnienie w wyścigu kosmicznym – zwłaszcza po osiągnięciach Gagarina i Tyitowa – a tym bardziej na porażkę. Datę startu opóźniły też na długi czas kontrole, podczas gdy trwał sezon huraganów, a przygotowania musiały być dwukrotnie wstrzymane z powodu huraganów.

Nowe plany przewidywały, że Mercury-Atlas-4 będzie latał orbitalnie, nie suborbitalnie, ale orbitalnie, z tylko jedną orbitą wokół Ziemi. W tym czasie można było obserwować zachowanie rakiety i statku kosmicznego podczas całego procesu startu (oraz rakiety przez kolejne trzy dni, aż do momentu naturalnego wyhamowania, które spowodowało powrót do atmosfery). W zasadzie wszystko (przyspieszenie, oderwanie rakiety, hamowanie, powrót) było bardzo podobne do skoków kosmicznych, ale na większą skalę, z większym obciążeniem konstrukcji, wyższą osłoną termiczną i większym obszarem do pokonania przez ekipy poszukiwawczo-ratownicze rozmieszczone na morzu.

Wreszcie, 13 września 1961 roku, czwarty statek kosmiczny Mercury-Atlas został wystrzelony i pomyślnie okrążył Ziemię. Największym pytaniem po starcie było to, czy wzmocnienie strukturalne zapewnione przez pogrubioną ścianę boczną będzie wystarczające dla rakiety. Chociaż instrumenty zmierzyły silne wibracje w pierwszych kilku sekundach, rakieta dobrze wytrzymała zarówno to obciążenie, jak i późniejsze maksymalne drgania dynamiczne (maksymalne obciążenie wibracyjne, zwane max Q, które zmienia się w zależności od gęstości powietrza i prędkości). Statek kosmiczny nie osiągnął lub przekroczył niektóre parametry lotu i ostatecznie osiadł na nieco innej, ale zadowalającej orbicie wokół Ziemi. Podczas orbity jedyną zaobserwowaną anomalią był system dostarczania tlenu, w którym znacznie szybciej niż planowano zabrakło gazu potrzebnego do podtrzymania życia astronauty (najwyraźniej z powodu drobnego przecieku przy braku użytkownika). Pozostałe systemy działały zadowalająco. Po zakończeniu pojedynczej orbity, w rejonie Hawajów, system kontroli wyhamował statek kosmiczny za pomocą rakiet spowalniających i kapsuła rozpoczęła ponowne wejście w atmosferę. Po trwającym 1 godzinę 49 minut 20 sekund locie wylądowała 176 kilometrów od Bermudów, gdzie została podjęta na pokład przez niszczyciel USS Decatur. Lot zakończył się sukcesem, a późniejsze analizy oceniły wszystkie operacje jako zadowalające.

Mercury-Scout-1 był osobnym eksperymentem NASA, nie mającym na celu oceny możliwości i przydatności sprzętu na Merkurego, ale przetestowanie naziemnej sieci radiowej do śledzenia późniejszych lotów. W czasach programu Mercury nie istniały jeszcze geostacjonarne satelity komunikacyjne, więc łączność radiowa ze statkami kosmicznymi krążącymi wokół Ziemi była obsługiwana przez naziemne stacje radiowe i statki patrolujące morza wzdłuż przewidywanej trasy późniejszego załogowego statku kosmicznego. Zasada była taka, że gdy statek kosmiczny zbliżał się na odległość kilkuset kilometrów do stacji odbiorczej, kontakt był nawiązywany na falach krótkich (RH), ultrakrótkich (URH) lub ultra-wysokiej częstotliwości (UHF) oraz za pomocą sygnałów radarowych w paśmie C i S. Poza zasięgiem naziemnych stacji odbiorczych, statek kosmiczny leciał bez kontaktu z ziemią. Same stacje były połączone z centrum kontroli NASA za pomocą kabli lądowych, podmorskich i długofalowych łączy radiowych.

Plan zakładał użycie zmodyfikowanej rakiety Scout do wystrzelenia miniaturowego satelity komunikacyjnego, który symulowałby statek kosmiczny Mercury. Ważący 67,5 kg satelita MS-1 miał kształt kwadratowego pudełka, w którym znajdowały się dwa odbiorniki dowodzenia, dwie mini radiolatarnie pozycyjne, dwie radiolatarnie telemetryczne, transpondery radarowe w paśmie S i C oraz anteny; instrumenty były zasilane z baterii o mocy 1500 W. Pierwsza próba wystrzelenia Mercury-Scout-1 odbyła się 31 października 1961 roku, ale silnik rakiety nie wystartował. Załoga sprawdziła okablowanie zapłonu i zaplanowała nowy start na następny dzień. 1 listopada 1961 r. o godz. 10:32 UTC (15:32) pojazd testowy został wystrzelony, ale w 28. sekundzie lotu pierwszy stopień rakiety zaczął się rozpadać, a w 43. sekundzie kontrola wydała komendę samozniszczenia. Awaria została przypisana nieudolności technika, który zainstalował jedną z wiązek przewodów systemu sterowania w niewłaściwy sposób. NASA odwołała później testy Mercury-Scout, ponieważ inne eksperymentalne loty zdołały już okrążyć Ziemię i przetestować system śledzenia.

Z powodu zawodności rakiety Atlas – i pomimo opóźnienia czasowego – kierownictwo NASA zdecydowało, że zanim wystrzelą statek kosmiczny z astronautą na pokładzie, postąpią zgodnie z tym samym harmonogramem, co w przypadku skoków kosmicznych, i najpierw wykonają lot próbny szympansem. W tym celu przygotowali rakietę Atlas (Atlas 93-D) i statek kosmiczny Mercury (nr 9) do lotu, a także wysłali zespół pięciu małp i ich trenerów, weterynarzy, z bazy sił powietrznych Holloman do Przylądka Canaveral. Małpy zostały poddane tzw. cyklowi czterech problemów, który symulował pracę w przestrzeni kosmicznej i który musiałyby później wykonać podczas lotu kosmicznego. W nim, małpy musiały pociągnąć dwie dźwignie z ich lewej lub prawej łapy w odpowiedzi na różne sygnały świetlne, ze słabym wstrząsem elektrycznym dla złej odpowiedzi. Następnie, po zapaleniu się zielonego światła, należało pociągnąć za dźwignię z 20-sekundowym opóźnieniem, po czym małpa otrzymywała wodę (w przypadku złego odmierzenia czasu nie było szoku, ale trzeba było powtarzać tę czynność aż do uzyskania prawidłowego czasu). Po trzecie, należało pociągnąć za dźwignię dokładnie 50 razy, po czym małpa otrzymywała kawałek banana. Wreszcie, w czwartym teście, na wyświetlaczu pojawiały się trójkąty, kwadraty i koła (trzy w rzędzie, dwa identyczne i jedno różne), a badany musiał wybrać symbol, który nie pasował do rzędu, oczywiście ponownie karany porażeniem prądem za pomyłkę. Z grupy pięciu małp lekarze ostatecznie wybrali Enosa, samca szympansa (Enos oznacza „człowiek” w języku hebrajskim i greckim, wcześniej szympans był znany tylko pod swoim numerem rejestracyjnym, 81).

Mercury-Atlas-5 wystartował 29 listopada 1961 roku i okrążył Ziemię normalnie, z niewielkimi błędami czujników, które nie wpłynęły znacząco na przebieg lotu. Enos kontynuował ćwiczenia tak, jak został przeszkolony dla powyższych czterech cykli problemowych. Na drugiej orbicie zaczęła się jednak pojawiać seria problemów. Najbardziej kłopotliwe było to, że małpę zaczęto razić prądem nawet wtedy, gdy odpowiadała poprawnie, więc test zaczął dawać fałszywe wyniki, a gdy małpa w złości oderwała czujniki mierzące funkcje życiowe, zbieranie danych medycznych zostało wstrzymane. Poważniejszym problemem była jednak awaria jednej z dysz sterujących. Kawałek metalowego odłamka w przewodzie paliwowym spowodował awarię dyszy, co spowodowało odchylenie pozycji przestrzennej statku kosmicznego od prawidłowej. System automatyczny korygował to od czasu do czasu innymi dyszami, ale powodowało to zużycie większej ilości paliwa niż przewidywano. Awaria groziła tym, że pod koniec planowanej trzeciej orbity skończyłby się materiał pędny napędzający silniki odrzutowe i statek kosmiczny nie mógłby zostać prawidłowo ustawiony do hamowania, a tym samym nie mógłby zostać wyprowadzony z orbity zgodnie z planem. Chris Kraft, kierownik lotu, podjął więc pod koniec drugiej orbity decyzję o skróceniu lotu i sprowadzeniu Enosa na ziemię. Lądowanie zakończyło się pełnym sukcesem – Mercury po dwóch orbitach i 3 godzinach 20 minutach 59 sekundach lotu wylądował na Oceanie Atlantyckim w pobliżu wyspy Bermudy. Oceny po locie uznały lot za udany, torując drogę do ludzkich lotów orbitalnych.

Loty ludzkie

Po przygotowawczych lotach bezzałogowych, Mercury-Redstone-3 stał się pierwszą próbą NASA wystrzelenia amerykańskiego astronauty w kosmos. Program wcześniej rozszerzył się na orbitalne i suborbitalne skoki kosmiczne, na wieść o zaawansowanych i udanych eksperymentach kosmicznych Sowietów, a pierwszy lot z człowiekiem w statku kosmicznym został zaplanowany jako skok kosmiczny. Amerykańskie ambicje były takie, aby pierwszy amerykański astronauta był pierwszym człowiekiem w kosmosie, ale radzieccy inżynierowie pokonali NASA i wystrzelili Wostok-1 z Jurijem Gagarinem na pokładzie 12 kwietnia 1961 roku, a Stany Zjednoczone przegrały ten rozdział kosmicznego wyścigu. Radziecki lot tylko zwiększył presję na NASA, z Johnem F. Kennedy wzywając USA do umieszczenia promu kosmicznego w kosmosie tak szybko, jak to możliwe jako odpowiedź.

W wyniku specjalnego procesu selekcji – kierownik NASA ds. wyboru załogi Robert Gilruth kazał samym kandydatom na astronautów głosować nad tym, kto ich zdaniem najlepiej nadaje się do odbycia pierwszego lotu, oprócz nich samych – Alan Shepard został nominowany do tego historycznego lotu.

Lot odbył się 5 maja 1961 roku. Misja Sheparda to około 15-minutowy lot, podczas którego musiał on przekroczyć tzw. Linię Karmina, teoretyczną granicę przestrzeni kosmicznej na wysokości 100 kilometrów, monitorując jednocześnie systemy statku kosmicznego i podając jego parametry operacyjne. Musiał również monitorować reakcje własnego ciała, aby udowodnić, że lot nie będzie stanowił nieznośnego obciążenia dla ludzkiego organizmu. Zgodnie z planem lotu, start miał nastąpić około godziny 7:00, ale został opóźniony o wiele godzin z powodu powtarzających się opóźnień startu. Jest to jeden z najdziwniejszych błędów konstrukcyjnych w historii lotów kosmicznych. Podczas przygotowań do startu, które ostatecznie przedłużyły się o prawie 3 godziny, astronauta miał potrzebę oddania moczu, po czym w sterowni odbyła się długa dyskusja, jak sobie z tym poradzić (ponieważ w skafandrze kosmicznym nie przewidziano systemu zbierania moczu). W końcu, jako najmniejsze zło, kontrola „pozwoliła” astronaucie oddać mocz.

Wreszcie, statek kosmiczny Freedom 7 z radiowym sygnałem wywoławczym pomyślnie wystartował z Przylądka Canaveral LC-5. Rakieta Redstone umieściła statek kosmiczny Mercury na parabolicznej orbicie o wysokości 187 kilometrów, dzięki czemu Shepard stał się pierwszym Amerykaninem, który wystartował w kosmos. Lot trwał 14 minut 49,41 sekund, podczas którego Shepard zdawał raport z parametrów operacyjnych statku kosmicznego, obserwując powierzchnię Ziemi. Jedyna drobna usterka wystąpiła podczas lądowania: podczas gdy pakiet rakietowy używany do hamowania został prawidłowo odłączony, kontrolka w kabinie pokazała coś przeciwnego. Statek kosmiczny pomyślnie wylądował na Oceanie Atlantyckim na północny wschód od Bahamów i został zabrany na pokład przez lotniskowiec USS Lake Champlain.

Po sukcesie tego lotu prezydent John F. Kennedy miał właściwy punkt odniesienia do rozszerzenia amerykańskiego programu kosmicznego, ogłaszając program Apollo, co uczynił 20 dni później przed Kongresem USA. Alan Shepard został odznaczony przez prezydenta NASA Distinguished Service Medal za swoje osiągnięcia, a doniesienia medialne uczyniły z niego bohatera narodowego.

Mercury-Redstone-4 stał się drugim lotem kosmicznym NASA, w którym człowiek został wysłany w kosmos. Głównym celem lotu było powtórzenie podróży Alana Sheparda w ciągu sześciu tygodni, aby zademonstrować jego pewne możliwości. Statek kosmiczny został zmodyfikowany na wiele sposobów, z których dwa najważniejsze to instalacja demontowalnych drzwi do kabiny i dużego okna. Drzwi mogłyby przyspieszyć akcję ratunkową, a jednocześnie byłyby lżejsze od alternatywy (bardziej skomplikowanego mechanizmu zamykającego), natomiast okno było zarówno zmianą filozofii projektowania, jak i praktycznym punktem obserwacyjnym. Wcześniej astronauta był postrzegany przez inżynierów jako pasażer, a nie kierowca statku kosmicznego, z niewielką troską o jego widok, ale asertywne działania astronautów zmieniły to postrzeganie.

Astronauta Virgil „Gus” Grissom został przydzielony do lotu (jego wsparciem był John Glenn). Start miał nastąpić 18 lipca 1961 r., ale z powodu złych warunków atmosferycznych start musiał zostać przełożony na następny dzień, a następnie na kolejne dwa dni z powodu tych samych złych warunków dzień później. W końcu, 21 lipca 1961 r., warunki były odpowiednie do wystrzelenia Grissoma o 7:20:36 czasu lokalnego (12:20:36 UTC). Znakiem wywoławczym statku kosmicznego był Liberty Bell 7. Faza przyspieszania trwała 142 sekundy, czyli tyle, ile zajęło rakiecie Redstone rozpędzenie statku kosmicznego, który znajdował się na wysokości 2 km

Zadania Grissoma rozpoczęły się po ustaniu napędu, w fazie zerowej grawitacji. Najpierw musiał wykonać ręczne testy sterowania statkiem kosmicznym, kiwanie, ruch wachlarza i obrót wokół osi (tego ostatniego nie wykonano z braku czasu), a następnie minuty obserwacji powierzchni Ziemi. Astronauta spędził około 5 minut w zerowej grawitacji i osiągnął maksymalną wysokość 190 kilometrów. Następnie rozpoczęto manewr hamowania, aby skierować kapsułę w stronę wyznaczonego miejsca lądowania. Statek kosmiczny przeszedł przez atmosferę bez żadnych szczególnych problemów, następnie na wysokości 6300 metrów oderwał się spadochron startowy, a na wysokości 3700 metrów oderwał się spadochron główny i Liberty Bell 7 wylądował gładko na Oceanie Atlantyckim, na północny wschód od Bahamów. Po wylądowaniu Grissom zaczął przygotowywać się do wyciągnięcia helikoptera ratunkowego, ale wtedy niespodziewanie nowo opracowane składane drzwi kabiny pękły i do kabiny zaczęła dostawać się woda, która zaczęła tonąć. Astronauta został ewakuowany z kapsuły, a jeden z helikopterów, który przybył na miejsce, zaczął podnosić kapsułę i Grissoma na zewnątrz. Śmigłowiec, który podniósł kapsułę najpierw miał problem z ciśnieniem oleju, a następnie masa zalanej kapsuły nie mogła być utrzymana przez śmigłowiec, który musiał uwolnić Liberty Bell 7, który zatonął w ciągu kilku chwil. Grissom również napotkał problemy – część szyjna skafandra nie została prawidłowo uszczelniona, co spowodowało ucieczkę powietrza i utrzymało astronautę na powierzchni, a łopaty wirników dwóch helikopterów, które unosiły się nad nim, tak mocno chłostały wodę wokół niego, że wielokrotnie się zanurzał i prawie utonął. Ostatecznie udało się go uratować, ale zatopiona kabina zabrała ze sobą cenne dane zapisane w rejestratorach parametrów lotu. Jednym z najważniejszych pytań było ustalenie, dlaczego drzwi eksplodowały i czy to rozwiązanie może być bezpiecznie stosowane w przyszłych wyprawach, ale zarówno kabina, jak i drzwi zatonęły na głębokości 4500 metrów i można było polegać jedynie na relacji Grissoma, który twierdził, że drzwi zostały przypadkowo uruchomione bez jego udziału. Twierdzenie astronauty zostało poddane w wątpliwość, zwłaszcza w świetle faktu, że testowy egzemplarz drzwi do kabiny nie zdołał wywołać przypadkowej eksplozji, znacznie przekraczając parametry pracy, ale Grissom upierał się, że drzwi uległy awarii i ta wersja została ostatecznie przyjęta jako oficjalna.

Kabina spoczywała na dnie oceanu od 38 lat, na głębokości około 4500 metrów, kiedy firma Oceaneering, kierowana przez Curta Newporta, najpierw jej poszukiwała, a następnie wydobyła na powierzchnię przy użyciu robotów głębinowych w ramach ekspedycji sponsorowanej przez sieć telewizyjną Discovery Channel. Trzy poprzednie próby zlokalizowania kabiny przez Oceaneering przy użyciu technologii opracowanej w celu odzyskania wraku promu kosmicznego Challenger i danych z NASA nie powiodły się w 1987, 1992 i 1993 roku. Newport przekonał później telewizję Discovery Channel do sfinansowania oddzielnej ekspedycji, której celem było wyłącznie poszukiwanie i odzyskanie statku kosmicznego. Ekspedycja, która wypłynęła w morze w drugiej połowie kwietnia 1999 roku, odnalazła względnie nienaruszony „wrak” 1 maja 1999 roku i wydobyła go na powierzchnię 20 lipca 1999 roku (30. rocznica lądowania na Księżycu). Kapsuła została przetransportowana do Kansas Cosmosphere and Space Center na wystawę.

Mercury-Atlas-6 był trzecim lotem człowieka w kosmos w ramach programu i pierwszym, w którym Stany Zjednoczone umieściły ludzki statek kosmiczny na orbicie. Lot ten zajął również trzecie miejsce w historii lotów orbitalnych, wyprzedzili go jedynie Jurij Gagarin i German Tyitow. Dla amerykańskiej opinii publicznej trzecie miejsce było również porażką, gdyż nie udało się „nadrobić” kolejnego pierwszego miejsca Gagarina w wyścigu kosmicznym, a 17-orbitalny, jednodniowy lot Tyitowa w spektakularny sposób pokazał, jak wielka jest przepaść między Amerykanami. Przez pewien czas jedyną nadzieją, która pozostała w oczach opinii publicznej, była nikła nadzieja na lot orbitalny w 1961 roku, ale nadzieja ta została rozwiana, ponieważ przygotowania do lotu orbitalnego nadal się opóźniały. Kluczowa dla lotu, nowiutka rakieta Atlas, jedyna w USA zdolna do rozpędzenia ważącego 1,5-2 tony obiektu do pierwszej kosmicznej prędkości, była bardzo zawodna, a loty testowe nękane były serią awarii, które uniemożliwiły NASA wydanie zgody na pierwszy żywy eksperyment z udziałem ludzi. W serii lotów testowych Mercury-Atlas-1 eksplodował w 58. sekundzie lotu, przypuszczalnie z powodu słabości strukturalnej rakiety, a Mercury-Atlas-2 nadrobił niepowodzenie udanym lotem. Następnie, wzmocniona strukturalnie rakieta Atlas ponownie zawiodła podczas lotu Mercury-Atlas-3 i musiała zostać zdalnie zdetonowana z powodu awarii systemu naprowadzania. Mercury-Atlas-4 miał więcej szczęścia i z robotycznym statkiem kosmicznym na pokładzie, kapsuła Mercury zakończyła orbitę wokół Ziemi.

NASA zdecydowała, że ze względu na niską niezawodność, zanim człowiek zostanie wpuszczony na pokład, należy włączyć do programu jeszcze jeden lot testowy: do symulacji lotu człowieka użyto małpy. Na wzór Mercury-Redstone-2, kiedy to szympans Ham latał i rozwiązywał zadania, szympans płci męskiej o imieniu Enos został przeszkolony do stosunkowo skomplikowanego zadania i wystrzelony 29 listopada 1961 roku na pokładzie Mercury-Atlas-5. Test zakończył się sukcesem, chociaż usterka w systemie sterowania spowodowała, że statek kosmiczny musiał zostać sprowadzony na koniec drugiej orbity zamiast trzech. NASA kierownictwo wyznaczyło Johna Glenna jako astronautę zapasowego dla dwóch skoków kosmicznych (Scott Carpenter został wyznaczony jako zapasowy dla tego lotu). Glenn, korzystając z przysługującego mu prawa, wybrał znak wywoławczy Friendship 7, decydując tym samym o nazwie statku kosmicznego.

Po kilku opóźnieniach start odbył się 20 lutego 1962 r. o 9:47:39 (14:47:39 UTC) czasu florydzkiego. Tym razem Atlas zadziałał bez zarzutu i statek kosmiczny znalazł się na eliptycznej orbicie o wymiarach 159×265 km, czyli prawie dokładnie tak, jak planowano. Do zadań Glenna należało monitorowanie instrumentów, obserwacja powierzchni Ziemi, wykonywanie różnych ruchów ciała i ćwiczeń z zakresu obserwacji wzrokowej oraz ręczne sterowanie statkiem kosmicznym. Na pierwszej orbicie statek kosmiczny działał bez zarzutu, ale pod koniec orbity pojawił się drobny problem, jeden z dysz sterowych zaczął źle działać i Glenn musiał od czasu do czasu ręcznie kompensować. Ponadto w Australii obserwowano miasto Perth, a wokół statku kosmicznego nad Pacyfikiem pojawiły się tajemnicze iskry (Glenn nazwał je „fireflies”) (dopiero znacznie później rozszyfrowano to zjawisko, były to odłamki lodu powstałe w wyniku oderwania się zamarzniętej brei od ścian statku kosmicznego przez światło słoneczne, które świeciły jasno w świetle słonecznym jak iskry). Pod koniec pierwszej orbity przyrząd wykazał, że osłona termiczna nie była w stałej pozycji i mogła odpaść podczas hamowania do ponownego wejścia na orbitę. Od tego momentu kontrola pracowała nad rozwiązaniem problemu.

Druga i trzecia runda były podobne do pierwszej, z obserwacją wizualną i ręczną kompensacją efektu odchylenia wadliwej dyszy. Jednak ciągłe kontr-sterowanie zużywało zbyt dużo paliwa i po pewnym czasie statek kosmiczny zaczął dryfować. Pod koniec trzeciej orbity nadszedł czas na lądowanie. Kontrola poinstruowała Glenna, aby nie odłączał tzw. pakietu lądowania (pakiet rakiet hamujących przymocowany skórzanymi pasami do osłony termicznej), ale pozostawił go na miejscu, aż ciepło wytworzone przez reentry spali go i odłączy, pozwalając osłonie termicznej pozostać przymocowaną tak długo, jak to możliwe, gdy siły powietrzne będą w stanie utrzymać ją na miejscu. Rozwiązanie zadziałało, Glenn zademonstrował bezproblemowe lądowanie, mimo obaw, że statek kosmiczny nie ustabilizował się przy lądowaniu z powodu przedwczesnego wyczerpania paliwa, a Friendship 7 zakołysał się daleko poza swoją konstrukcją. Ostatecznie statek kosmiczny wylądował na Oceanie Atlantyckim w pobliżu wysp Turks i Caicos, 64 kilometry od planowanego miejsca lądowania, po 4 godzinach 55 minutach 23 sekundach lotu. Statek kosmiczny został zabrany na pokład niszczyciela USS Noa.

Po locie prezydent John F. Kennedy odznaczył Glenna medalem Distinguished Service Medal.

Mercury-Atlas-7 był czwartym lotem NASA z człowiekiem na pokładzie, a drugim, w którym statek kosmiczny wyleciał na orbitę okołoziemską, wykonując trzy orbity. Dzięki Wostokowi-1 i -2 oraz Merkury-Atlas-6 rozdział wyścigu o wysłanie pierwszego astronauty w kosmos został już rozstrzygnięty na korzyść Związku Radzieckiego, ale USA chciały kontynuować program, częściowo po to, by udowodnić, że pierwszy amerykański lot orbitalny nie był przypadkowy, a częściowo po to, by zdobyć doświadczenie potrzebne do osiągnięcia szczytu wszech czasów, jakim był Księżyc. W każdym razie cel lotu został zmieniony w ten sposób, że astronauta miał wykonać więcej zadań naukowych podczas trzech orbit, w przeciwieństwie do obserwacji i zadań inżynieryjnych zaplanowanych dla Glenna. Nowo utworzony Ad Hoc Committee on Scientific Assignments and Training for the Man in Space Programme Committee zaplanował dla astronauty pięć nowych zadań: wypuszczenie ze statku kosmicznego kolorowego balonu, który w czasie lotu leciał na uwięzi do Merkurego, obserwowanie zachowania się cieczy w szczelnie zamkniętej butelce w warunkach zerowej grawitacji, użycie światłomierza do obserwacji błysku światła na powierzchni Ziemi, robienie zdjęć meteorologicznych ręcznym aparatem fotograficznym oraz badanie świecenia atmosfery. Oprócz zmian w zadaniach, zmodyfikowano również statek kosmiczny: w celu zmniejszenia wagi usunięto niektóre urządzenia, które okazały się niepotrzebną nadopiekuńczością lub nie dostarczały już dodatkowych danych w porównaniu z poprzednimi lotami, a także zmieniono okablowanie pakietu lądowniczego, aby uniknąć powtórzenia się problemu z Mercury-Atlas-6, gdzie przez cały czas lotu uważano, że osłona termiczna Glenna może odpaść przedwcześnie i statek kosmiczny spłonie podczas wejścia w atmosferę.

Nieoczekiwana komplikacja rozwinęła się w marcu 1962 r. w związku z osobą astronauty przydzielonego do lotu. Kolejnym astronautą nominowanym do lotu był Deke Slayton, który został publicznie wymieniony przez Roberta Gilrutha na konferencji prasowej 29 listopada 1961 roku. Wcześniej jednak u Slaytona zdiagnozowano chorobę serca zwaną idiopatycznym migotaniem komór, która była przedmiotem podzielonych opinii medycznych, ale po zakończeniu wieloetapowego dochodzenia nie uznano jej za przeszkodę w działalności astronautycznej. Na początku 1962 r. szef NASA James Webb zarządził jednak nowe śledztwo, które ponownie przyniosło sprzeczne opinie medyczne, ale Webb zaakceptował opinię trzyosobowego panelu najlepszych amerykańskich ekspertów medycznych, którzy uznali, że wystrzelenie Slaytona w kosmos nie jest bezpieczne, a 15 marca 1962 r. podjęto decyzję o zastąpieniu pierwotnie mianowanego astronauty. Co ciekawe, zastąpił go nie jego oficjalnie wyznaczony rezerwowy, Wally Schirra, ale były rezerwowy Glenna, Scott Carpenter.

Statek kosmiczny, nazwany przez swojego lokatora Aurora 7, został wystrzelony z przylądka Canaveral Launch Pad 14 24 maja 1962 roku o godzinie 7.45:16 czasu lokalnego (12.45:16 UTC). Carpenter odbył trzy orbity, przeprowadzając wcześniej zaplanowane eksperymenty i testując nowy rodzaj pożywienia dla astronautów. Kilka eksperymentów zakończyło się niepowodzeniem (chmury uniemożliwiły obserwację wystrzelonych z powierzchni lekkich rakiet, balon w eksperymencie balonowym nie nadmuchał się prawidłowo, a jego uwięź zaplątała się na statku kosmicznym), a nowa żywność nie przeszła pomyślnie testów, kruszyła się, co mogło być źródłem problemów w zerowej grawitacji. Carpenter miał również problemy z obsługą statku kosmicznego. Ogólnie rzecz biorąc, czas przeznaczony na zadania był krótszy niż to konieczne, co prowadziło do pośpiechu ze strony astronauty, a w konsekwencji do błędów. Aktywował niepotrzebne tryby w układzie kierowniczym, a następnie pozostawił systemy pracujące równolegle, niepotrzebnie zużywając paliwo. W rezultacie zużyto znacznie więcej paliwa niż planowano, co zagroziło kontroli podczas ponownego wejścia w atmosferę.

Powrót stał się najbardziej problematyczną częścią lotu. Przygotowanie do ponownego wejścia w atmosferę rozpoczęło się od prawidłowego ustawienia statku kosmicznego (plan operacyjny przewidywał ustawienie kokpitu pod kątem 34 stopni), ale Carpenter nie zrobił tego dokładnie, więc silniki odrzutowe nie wprowadziły Merkurego na pożądaną ścieżkę paraboliczną, Dodatkowo obserwacja przez Carpentera tajemniczych, jak mu się wcześniej wydawało, świecących cząstek i zidentyfikowanie ich jako zamarzniętych odłamków z boku statku kosmicznego spowodowała opóźnienie zapłonu hamującego, co jeszcze bardziej odchyliło trajektorię lotu od planowanej. Faza hamowania atmosferycznego przebiegła bez problemów, ale lądowanie odbyło się daleko od planowanego punktu. Carpenter wylądował na Oceanie Atlantyckim niedaleko wysp Turks i Caicos, ale 405 kilometrów od przewidywanego miejsca lądowania. Kontakt radiowy z astronautą został utracony podczas końcowych faz lądowania, a prasa relacjonująca lądowanie obawiała się, że astronauta został stracony. Po 1 godzinie i 7 minutach od lądowania znaleziono płetwonurka i podrzucono go Carpenterowi, który w międzyczasie wydostał się ze statku kosmicznego w małej tratwie ratunkowej. Śmigłowiec przybył na miejsce zdarzenia, aby wydobyć go wraz ze statkiem kosmicznym i umieścił astronautę na pokładzie statku USS Intrepid 4 godziny i 15 minut po lądowaniu.

Po locie Carpenter został odznaczony medalem NASA Distinguished Service Medal, ale z powodu błędów wykrytych podczas oceny lotu nie został później nominowany do kolejnego lotu.

Mercury-Atlas-8 był piątym lotem programu Mercury z astronautą na pokładzie. Był to również trzeci lot, w którym udało się umieścić statek kosmiczny na orbicie okołoziemskiej. Lot ten znany jest również jako Sigma 7, ponieważ dowódca statku kosmicznego (korzystając z przysługującego mu prawa) wybrał to jako swój radiowy sygnał wywoławczy. Statek kosmiczny Mercury został wystrzelony z przylądka Canaveral Launch Pad 14 w dniu 3 października 1962 r. z astronautą Wally Schirrą, pilotem lotniczym Marynarki Wojennej i członkiem Pierwotnej Siódemki, na pokładzie.

Lot trwał 9 godzin 13 minut 11 sekund i zakończył się sześcioma orbitami wokół Ziemi. Był to wynik zasadniczo dwukrotnie lepszy od dwóch poprzednich lotów Merkurego, chociaż pierwotny plan zakładał siedem orbit, ale ze względu na ograniczoną ilość zasobów ratunkowych dostępnych do rozmieszczenia na morzu i wynikającą z tego optymalizację, ostateczny plan lotu został zredukowany do sześciu orbit. Statek kosmiczny leciał po eliptycznej orbicie o wymiarach 285×153 km, kończąc każdą orbitę w 89 minut.

Dla Schirry NASA opracowała serię operacji, których głównym celem było zaoszczędzenie jak największej ilości paliwa manewrowego. W tym celu statek kosmiczny dryfował dużo bez korekcji (według słów Schirry „tryb szympansa”), a kiedy astronauta ręcznie sterował silnikami odrzutowymi, głównym celem było osiągnięcie maksymalnej ekonomii działania. Przez większą część podróży testowany był system automatycznego sterowania statkiem kosmicznym, w międzyczasie astronauta przeprowadzał eksperymenty nawigacyjne w oparciu o pozycje gwiazd. Poza pewnymi początkowymi problemami z kontrolą temperatury kombinezonu Schirry, operacje przebiegły perfekcyjnie, a statek kosmiczny zużył mniej paliwa na manewry niż podczas jakiegokolwiek innego lotu.

Lot zakończył się pierwszym lądowaniem na Oceanie Spokojnym (w pobliżu linii daty na wyspach Midway). Pierwsza dłużej trwająca amerykańska misja kosmiczna była również pierwszym lądowaniem na Merkurym, które w analizie po wylądowaniu zostało ocenione jako bezbłędne w każdym szczególe. Po lądowaniu Schirra otrzymał od prezydenta medal Distinguished Service Medal,

Mercury-Atlas-9 był ostatnim lotem programu Mercury 15 maja 1963 roku. NASA po raz pierwszy przekroczyła jednodniowy limit czasowy dzięki lotowi, który ostatecznie trwał 34 godziny 19 minut 49 sekund i okrążył Ziemię 22 razy. Pasażerem na pokładzie statku kosmicznego Faith 7 był Gordon Cooper – ostatni astronauta z Oryginalnego Tygodnia, który jeszcze nie leciał i był wolny od problemów zdrowotnych – który rozwiązał szereg problemów i wykonał lot modelowy. Misja ta była dłuższa niż wszystkie poprzednie loty na Merkurego razem wzięte.

Statek kosmiczny musiał zostać poddany drobnym zmianom konstrukcyjnym i modyfikacjom u producenta McDonnell, aby spełnić wymagania związane z wydłużonym czasem lotu. NASA początkowo planowała lot na 18 orbit, ale sześć miesięcy przed startem zdecydowano się wysłać statek wraz z pasażerem na 22 orbity. Do lotu został przydzielony Gordon Cooper (oraz Alan Shepard jako jego wsparcie). Start odbył się ostatecznie 15 maja 1962 r., po odroczonej próbie startu 14 maja. Orbita była idealna, po czym nastąpił program naukowy, orbitowanie nanomaszyny, obserwacja źródeł światła na niej lub w różnych punktach na Ziemi, pomiary promieniowania, pomiary medyczne i zdjęcia meteorologiczne. Cooper był również pierwszym Amerykaninem, od którego wymagano snu podczas lotu, co nie poszło gładko ze względu na podekscytowanie byciem astronautą.

Najbardziej skomplikowana część lotu miała miejsce około 19 orbity, kiedy to niektóre systemy statku zaczęły zawodzić. W wyniku tego Cooper stracił możliwość wykonania automatycznego kontrolowanego ponownego wejścia i musiał sam wykonać lądowanie za pomocą ręcznego sterowania (metoda ręczna była nieporównywalnie mniej dokładna od automatycznej, co stwarzało niebezpieczną sytuację). Pomimo tego Cooper wykonał perfekcyjne lądowanie na Pacyfiku w bliskiej odległości od ekip ratunkowych wysłanych po niego.

Utrata prestiżu programu Mercury została ostatecznie zakończona, ponieważ lot ten stanowił szczytowe osiągnięcie programu, podczas gdy Związek Radziecki wystrzelił już 11 sierpnia 1962 r. Wostok-3, a dzień później Wostok-4, które wykonały odpowiednio 65 i 48 orbit w jednoczesnym locie, co było osiągnięciem znacznie gorszym od wyników statku kosmicznego i astronautów Mercury.

Aby zrozumieć program Merkury i ocenić jego wyniki, program Vostok stanowi punkt odniesienia. Podczas gdy prezydent Eisenhower ogłosił satelitę amerykańską atrakcją Międzynarodowego Roku Geofizycznego, rozpoczął również dziwną rywalizację pomiędzy amerykańską i radziecką zaawansowaną technologią. Jeśli chodzi o satelity, Sowieci wciąż wystrzeliwali ważne, przełomowe urządzenia kosmiczne (pierwszego satelitę, pierwszą żywą istotę, pierwszą sondę, która dotarła na Księżyc itd.), podczas gdy Amerykanie pozostawali w tyle za radzieckimi osiągnięciami. Program Merkury miał odwrócić tę sytuację i otrzymał konkurenta w postaci radzieckiego programu Wostok (choć program Wostok był przygotowywany przez Sowietów w całkowitej tajemnicy, nie podano do publicznej wiadomości ani jego nazwy, ani spodziewanych osiągów).

Jednak w wyścigu o wysłanie pierwszego człowieka w kosmos Amerykanie ponownie przegrali, mimo wysiłków Mercury”ego. 12 kwietnia 1961 r., gdy trwały przygotowania do pierwszego skoku w kosmos Merkurego, Związek Radziecki wystrzelił na orbitę statek kosmiczny Wostok-1 z pierwszym astronautą na świecie, Jurijem Gagarinem, na pokładzie. Jednoorbitalna podróż Wostoka-1 również znacznie przekroczyła górną granicę możliwości amerykańskich suborbitalnych lotów kosmicznych, a już przy pierwszej (ogłoszonej) próbie Sowieci wykonali lot orbitalny. Amerykański cel, jakim było wysłanie pierwszego człowieka w kosmos, został ponownie zaprzepaszczony i zanim opinia publiczna zdążyła dostrzec jakikolwiek sukces zespołu Mercury, Sowieci po raz kolejny odnieśli triumf pierwszych sukcesów.

Na domiar złego, w odpowiedzi na lot Gagarina, Sowieci z wielkim trudem wyprodukowali skromne skoki kosmiczne Alana Sheparda, a następnie Gusa Grissoma, a 6 sierpnia 1961 roku wystrzelili Wostoka-2 z Germanem Tyitowem na pokładzie, który orbitował w kosmosie przez ponad dobę. Następnie, w dniach 11-15 sierpnia 1962 roku, program Merkury otrzymał kolejny cios od swojego rywala, kiedy to najpierw wystrzelono Wostok-3, a wkrótce potem Wostok-4, a Andrij Nikołajew i Paweł Popowicz wykonali pierwszy na świecie jednoczesny lot kosmiczny, przenosząc oba statki kosmiczne w odległości 5 km od siebie. Ponadto dwaj radzieccy astronauci spędzili w kosmosie 3 i 4 dni, bijąc zdecydowanie rekord kosmiczny Tyitowa, podczas gdy program Mercury był wtedy na trzeciej orbicie, kilka godzin lotu Johna Glenna i Scotta Carpentera. 15 maja 1963 roku program Mercury osiągnął swój punkt kulminacyjny dzięki lotowi Gordona Coopera, który trwał półtora dnia w kosmosie, ale Sowieci miesiąc później wymyślili jeszcze większą sensację kosmiczną: w 1963 roku program Mercury został zakończony przez pierwszych amerykańskich astronautów, Scotta Glenna i Johna Lennarta. 14 czerwca 1963 roku Sowieci wystrzelili Wostoka 5 z Walerym Bikowskim na pokładzie, co samo w sobie nie byłoby wielkim osiągnięciem, ale dwa dni później wystrzelili Wostoka 6 z Walentyną Tyrszkową, pierwszą na świecie kobietą astronautką. Obaj astronauci lecieli w kosmosie odpowiednio przez 3 i 5 dni (3 dni jednocześnie), przedłużając tym samym rekord czasu trwania lotu kosmicznego.

W świetle powyższego, program Merkury nie osiągnął swojego celu i został całkowicie zdeklasowany przez swojego rywala, radziecki program Wostok.

Merkury-Atlas-10

W programie nie było z góry ustalonych planów lotów, ale podczas alokacji zasobów (produkcja i przydzielanie rakiet i statków kosmicznych do konkretnych lotów) przewidziano także ósmy (lub szósty, jeśli weźmiemy pod uwagę tylko loty orbitalne) lot, oznaczony jako Mercury-Atlas-10. Do długiego lotu – początkowo całodniowego – przeznaczony był statek kosmiczny producenta McDonnell serii 15, który po niezbędnych modyfikacjach dotarł na Przylądek Canaveral 16 listopada 1962 roku. Po locie Mercury-Atlas-8 zastanawiano się nad przeprowadzeniem lotu symultanicznego z wykorzystaniem statku Mercury-Atlas-10 i jego zapasowej kapsuły Mercury-Atlas-11, jako wzoru dla radzieckich lotów symultanicznych Wostok-3 i Wostok-4. Pozostało to jednak tylko w sferze pomysłów, a przygotowania do lotu kontynuowano jako jednodniową, samodzielną misję. Na początku 1963 roku pojawił się pomysł wydłużenia lotu do trzech dni, nieoficjalnie nazwano pilota, rotację między Oryginalnymi Tygodniami miałby rozpoczynać od początku Alan Shepard, a nieoficjalne źródła nadały lotowi oznaczenie: Freedom 7 II.

W kwietniu 1963 roku zmieniły się jednak przyszłe plany dotyczące Mercury”ego, a komunikaty NASA coraz częściej mówiły o Mercury-Atlas-9 jako o kulminacyjnym punkcie programu. 11 maja 1963 roku NASA ostatecznie wykluczyła kolejny lot. Prezydent Kennedy pozostawił tę sprawę w gestii NASA, która latem 1963 roku podjęła decyzję, by nie marnować środków na kolejny lot, lecz skupić się na programach Gemini i Apollo.

Program Gemini

Pierwotnie, w 1961 roku, kiedy program Merkury był jeszcze w początkowej fazie, NASA rozważała kontynuację programu, a kierownictwo uznało, że jednoosobowe loty orbitalne powinny być kontynuowane przy użyciu dwuosobowego statku kosmicznego. Pod koniec 1961 r. Space Task Group w ramach NASA otrzymała zadanie opracowania planów programów kosmicznych po erupcji (w szczególności programu Apollo, programu wystrzelenia na Księżyc) oraz reprezentowania NASA wobec producentów lotniczych w projektowaniu pojazdów kosmicznych. W ten sposób grupa ta położyła teoretyczne podwaliny pod kontynuację badań po erkaemie. Początkowe plany dotyczyły dalszego rozwoju statku kosmicznego Mercury: w latach pracy ewentualny nowy program był określany jako „dwuosobowy Mercury”, „ulepszony Mercury”, „Mercury Mark II” lub po prostu „Mark II”. Jednak potrzeby nakreślone przez misje księżycowe, takie jak manewrowość statków kosmicznych, kosmiczne rendez-vous i dokowanie, były tak wielką zmianą, że odeszły od technicznych fundamentów Merkurego i stworzyły zupełnie nowe podstawy, ale oczywiście z wykorzystaniem doświadczeń zdobytych na Merkurym. Program otrzymał nową nazwę i nową zawartość techniczną na sugestię Alexa P. Nagy”ego, urodzonego na Węgrzech zastępcy dyrektora NASA ds. kontaktów zewnętrznych. Program Gemini, jako program przygotowawczy towarzyszący programowi Apollo, został ogłoszony 7 grudnia 1961 roku przez Roberta Gilrutha, szefa Space Task Group. Po dwóch i pół roku planowania i przygotowań, Gemini-1 został wystrzelony w bezzałogowy lot testowy 8 kwietnia 1964 roku.

Źródła

  1. Mercury-program
  2. Program Mercury
Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Ads Blocker Detected!!!

We have detected that you are using extensions to block ads. Please support us by disabling these ads blocker.