Мъркюри (програма)

gigatos | септември 19, 2022

Резюме

Програмата „Меркурий“ е първата космическа програма за хора в САЩ. Програмата е осъществена от НАСА между 1959 и 1963 г. и включва двадесет автоматични тестови полета със или без хора и шест полета с астронавти в космоса. Основната цел на програмата е да се изведе човек в космоса за първи път в света и да се изпревари Съветският съюз в космическата надпревара. По-късно целите се променят, когато Съветският съюз поема инициативата с програмата „Восток“, а президентът Джон Ф. Кенеди обявява програмата „Аполо“.Оттогава програмата „Меркурий“ е предназначена да увеличи максимално опита в космоса.

Програмата стартира през октомври 1958 г., като първото неофициално съобщение за началото на работата (все още само в рамките на НАСА) е направено на 7 октомври 1958 г. от Т. Кийт Гленън, директор на новосъздадената Космическа агенция, а официалното съобщение до американската общественост е направено на 17 декември 1958 г.

Непосредствено след вътрешното обявяване на програмата са изготвени изискванията към оборудването, инфраструктурата и бъдещите астронавти, както и са избрани доставчиците за програмата (в американския модел оборудването е проектирано и произведено от частни компании на договорна основа). Определен е и графикът за тестовите полети. Планирани са два основни типа полети: суборбитални и орбитални. Избрана е и апаратурата за двата вида космически полети. И за двата профила на полета е избран новоразработеният космически кораб McDonnell Mercury, ракетата Redstone за суборбитални полети и ракетата Atlas за орбитални полети.

Основната цел на програмата не е постигната, тъй като първият космонавт в света е Юрий Гагарин на борда на „Восток-1“ на 12 април 1961 г. – така че НАСА не изпраща първия човек в космоса – така че Алън Шепърд, изстрелян на 5 май на борда на „Меркурий-Редстоун-3“, не става първият човек, а само първият американец, излязъл в космоса. По-късно, на 20 февруари 1962 г., корабът „Меркурий-Атлас-6“ на Джон Глен извършва първия орбитален полет (първият „истински космически полет“ в общественото съзнание). Извършени са още три полета, като кулминацията е „Меркурий-Атлас-9“ на Гордън Купър на 15 май 1963 г.

Още след първия пилотиран полет програмата „Меркурий“ се трансформира в програма за космически опит в подготовка за кацане на Луната, която, след като изпълнява задачите си, продължава в програмата „Джемини“.

Космическата надпревара и Студената война

След Втората световна война бившите съюзнически сили и страните около тях се обединяват в два политически блока и възниква политическо и военно противопоставяне, т.нар. студена война. Тази конфронтация обаче не можеше да бъде разрешена чрез преки военни действия, отчасти поради спомена за разрушенията от войната и отчасти поради заплахата от ядрени оръжия, така че освен фоновото въоръжаване и основаното на него възпиране, както и намесата в по-малки локални войни, всяка страна използваше всяка възможност да подчертае лидерството и превъзходството на своята страна или политически блок. Тези области включват спортни и научни постижения. Когато техническата наука достигна етапа на развитие, при който достигането на космическото пространство вече не беше фантастика (или научна фантастика), Съединените щати и Съветският съюз обявиха, че ще бъдат първите, които ще се опитат да достигнат космическото пространство. С тази стъпка изследването на космоса се превръща в част от Студената война още преди да се е родило, в инструмент на Студената война.

На 29 юли 1955 г. президентът на САЩ Дуайт Д. Айзенхауер обявява чрез своя говорител, че страната му ще изстреля спътник в рамките на Международната геофизична година. В отговор на това на 8 август 1955 г. Президиумът на ЦК на СССР издава тайно решение за започване на разработването на спътници. Така започва космическата надпревара.

„Кризата със Спутник“

Международната геофизична година продължава от 1 юли 1957 г. до 31 декември 1958 г., а Съединените щати се подготвят да изпълнят заканата на президента да изстрелят първия спътник в света с програмата „Авангард“. На 4 октомври 1957 г. обаче Съветският съюз неочаквано изстрелва „Спутник-1“, първия космически апарат в света, без предварително официално съобщение, изпреварвайки американските опити. В САЩ това беше изтълкувано почти като обявяване на война (истинското послание на Съветския съюз при извеждането на спътника в орбита беше, че ако успеем да изведем обект около Земята, ще можем да достигнем всяка точка на Земята, ще можем да бомбардираме всяка точка на Земята).

Американската общественост възприема полета на съветския спътник като поражение, подобно на нападението над Пърл Харбър, и пресата изисква от правителството незабавно отмъщение. Към проблемите на американското правителство се прибавя и изстрелването на сондата „Авангард“, замислена като първия спътник в света, което завършва с грандиозен провал (ракетата се взривява на стартовата площадка) по време на излъчване по обществената телевизия. След провала президентът Айзенхауер (който преди това не проявява интерес към космическите изследвания нито като научно постижение, нито като инструмент за политическа пропаганда) превръща космическите постижения в национален приоритет.

Създаването на НАСА

На 1 октомври 1958 г. президентът Дуайт Айзенхауер създава с указ Националното управление по въздухоплаване и изследване на космическото пространство с цел да се концентрират дотогавашните разпокъсани и понякога паралелни космически разработки и да се даде възможност на САЩ да реагират възможно най-бързо на съветския напредък. Целта, която си поставя НАСА от момента на основаването си, е да изпревари Съветския съюз, като първа изстреля по-модерни космически апарати от Съветския съюз, а също и да изпревари съперника си, като изведе човек в космоса.

Преди това в САЩ е имало правителствена агенция за развитие на авиацията, включително високоскоростни полети и ракети, а от ноември 1957 г. и за изследвания на космическите полети – NACA, която е била основата на НАСА при нейното създаване, но новата организация включва и резултатите от изследванията, персонала и оборудването, както и бюджетните средства от експериментите, провеждани от армията, флота и университетските семинари. Секцията за космически полети на NACA е Специалният комитет за космически технологии, известен още като Комитета „Стивър“, по името на неговия председател, в който участват имена като Вернер фон Браун, по-късно конструктор на лунната ракета, Робърт Гилрут, по-късно директор на секцията за пилотирани космически полети на НАСА, и Ейб Силвърстайн, изобретател на водородно-кислородната двигателна система. Тази група експерти се счита за ядрото на космическия отдел на новата агенция.

Необходима е нова организация, тъй като технологията, необходима за достигане на космическото пространство, е строго секретна военна технология, която не може да бъде разкрита публично, поради което е необходима гражданска държавна организация, която да демонстрира военните способности, без да разкрива военния им характер. Създаването на космическата агенция, чиито предшественици са NACA и други военни програми, може да се разглежда по-скоро като процес, отколкото като ново начало, тъй като основните задачи и разпределението на човешките и материалните ресурси вече са били определени между влизането в сила на Националния закон за въздухоплаването и космоса през юли 1958 г. и официалното начало на дейността на 1 октомври 1958 г.

По времето, когато е основана НАСА, Explorer-1 (и малко по-късно Vanguard-1) успяват да отговорят на предизвикателството, поставено от Sputnik-1 и Sputnik-2, и следващата логична стъпка е да се изпрати човек в космоса. В рамките на NACA и други военни организации вече се работеше върху теоретичната основа за това и чрез обединяване и консолидиране на експертния опит, работните материали и финансовите ресурси тези отделни работни материали много бързо бяха превърнати в единна концепция.

Един от най-значимите проекти, обединени в новата космическа агенция, е проектът на Военновъздушните сили „Man in Space Soonest“, който цели да изведе човек в космоса, но до сливането му с НАСА в повечето области (например концепцията за възможен космически кораб или възможните профили на полета) инженерите от ВВС и NACA са достигнали само до хипотези. Най-голям напредък бе постигнат в очертаването на изискванията към астронавта, като бяха избрани осем кандидати за бъдещи полети:

По-късно подборът на тези кандидати е отменен и нови кандидати за астронавти са набирани по нови критерии и система за подбор, но инициативата „Човекът в космоса най-скоро“ осигурява добра основа за програмата „Меркурий“. (Интересно е, че само двама от осемте подбрани кандидати в крайна сметка излизат в космоса: Нийл Армстронг като командир на „Джемини-8“ и „Аполо-11“ и Джоузеф Уокър по време на суборбиталните полети на програмата X-15).

Въпреки че може да изглежда, че повечето инициативи, свързани с космоса (като „Човек в космоса“, програмите на агенцията ARPA или X-15), са възникнали извън NACA, това се дължи по-скоро на факта, че военните и свързаните с тях агенции сами са осъществявали бюджета и организацията на проектите, така че техните програми са били документирани, имали са имена и т.н. В същото време в рамките на NACA се полагат големи усилия за изследвания в космическия център Лангли на безкрили летателни апарати (космически кораби) на голяма височина, но повечето от тях са фундаментални изследвания, които не са насочени към конкретен космически полет, а по-скоро към полагане на основите на техническите възможности. Затова по-късно Лангли се превръща в отправна точка за конкретното осъществяване на човешки космически полети на базата на тези знания.

Основна концепция

Началото на програмата „Меркурий“ – както и началото на самата НАСА – не е проект, а съществуващ процес, който се пренася в новата организация и след това се превръща в конкретна програма, получила име и организация. Същността на програмата датира от август 1958 г., когато директорът на NACA Хю Драйдън и Робърт Гилрут, заместник-директор на Лабораторията за изследване на полетите в Лангли (по-късно Космически център Лангли), информират Конгреса за плана за изстрелване в космоса на едноместна космическа капсула с искане за отпускане на 30 милиона долара. През септември към плана се присъедини още една правителствена агенция за отбрана – ARPA, която предостави допълнителен капацитет за разработка. Това сътрудничество постави основите на програмата:

Самото стартиране на проекта беше по-скоро спонтанно, отколкото планирано, подобно на проект: На 7 октомври 1958 г. Кийт Гленън, новоназначеният ръководител на НАСА, разрешава проектирането на пилотиран полет на среща с някои от колегите си инженери. Шепата инженери събраха инициативите, които вече бяха предприети, по фрагментарен начин, от предшестващите организации и проекти на НАСА. Тогава повечето дейности бяха инициирани от ръководството, което формализира и оформяше неформални преди това процеси и ги насочваше в един поток. Скоро след това, на 5 ноември 1958 г., е създадена Оперативната група за космически изследвания, която вече е в рамките на НАСА и организирано развива идеята (като определя подробни изисквания).

Подробна информация

Първата стъпка в проектирането беше да се отговори на въпроса „къде да се лети?“ и да се определи частта от космоса, в която е възможно да се лети в стабилна орбита около Земята в продължение на 24 часа, както е определено в базовите изисквания. Долната теоретична граница (100 км височина) е известна от изчисленията на Тодор Карман още преди изстрелването на първите спътници, но тя не отговаря на изискванията за 24-часов полет, тъй като задържащият ефект на атмосферата е твърде голям, но НАСА разполага с конкретни експериментални данни от оценката на данните на половин дузина спътници, изстреляни до края на 1958 г., за да определи орбитата. Работната група по космонавтиката стигна до заключението, че орбита със средна височина от 160 километра (100 мили) би била достатъчна (както за близостта, така и за дължината в рамките на ±40 километра (25 мили). Изчисленията се основават на космическа капсула с тегло 1 тон и са направени, тъй като междуконтиненталната балистична ракета „Атлас“, описана в базовия вариант, е „най-надеждната налична ракета носител за постигане на целта“ и все още е почти способна да постигне тези параметри на полета.

Що се отнася до изискванията за ракета-носител и космически кораб в базовите изисквания („най-надеждната налична ракета-носител“ и „балистична капсула, проектирана за високо аеродинамично съпротивление“), беше приета готовата концепция на Макс Фаже за „гол Атлас“. От 1946 г. Фаже работи по въпросите на ракетното задвижване в NACA и участва в разработването на ракетния самолет X-15. По-късно експериментите с X-15 са продължени в проекта X-20 Dyna-Soar (първоначална концепция за космическа совалка) с участието на Фаже. През ноември 1957 г. конструкторът представя своето виждане за възможен пилотиран космически полет, в което предвижда съществуващите военни балистични ракети като средство за задвижване, предлага ракети с твърдо гориво за връщане от околоземна орбита и скицира космическия кораб като капсула без крила, оформена за балистичен полет. На съвместна инженерна среща на NACA и ВВС през януари 1958 г. идеята на Фаже е доразвита. На тази среща се приема за очевиден факт, че за достигане на космоса е необходимо ракетно задвижване, а тъй като Х-20 е военна програма, е направен избор на МБР – скорошна разработка. От възможните ракети най-способна е МБР „Атлас“, но тъй като дори тя е смятана от инженерите за слаба, като подходяща за задачата единодушно е приета ракета с „разглобена“ допълнителна горна степен и, разбира се, без бойна глава и адаптер за изстрелване. (Встрани от това, в рамките на проекта „Макдонъл 7969“, проект за разработване на космически кораби, стартирал в края на 1957 г. в самолетната фабрика „Макдонъл“, на собствен риск на фабриката, с помощта на съветниците на Фаже е започнала и разработката на възможна космическа капсула, която да отговаря на концепцията.)

Космическата работна група получи идеята, която вече беше в напреднала фаза на развитие (и беше предложена за изпълнение в няколко технически дискусии), и в началото на ноември 1958 г. планът на Фаже „съкратен Атлас“ беше официално приет. На 7 ноември 1958 г. е свикан брифинг за бъдещите производители.

Въпреки че не беше включена в основните изисквания, работната група по космическите изследвания отговаряше и за определянето на изискванията към обитателите на космическия кораб. За тази цел работната група първо планира да свика конференция на промишлени и военни ръководители с участието на някои авиофизици, които да определят група от 150 кандидати за астронавти (въз основа на техните лични препоръки). По това време се разработват и методът и критериите за подбор на кандидатите. Това щеше да включва първо искане за по-голяма група от 150 кандидати, която щеше да бъде стеснена до 36, като се вземат предвид авиомедицинските критерии, и след това деветмесечен курс на обучение, за да се изберат 12 кандидати от тези 36, от които най-добрите шест щяха да станат кандидати за астронавти. Избраните ще трябва да са мъже на възраст между 25 и 40 години, с пилотско образование, високи под 180 см, в отлично физическо състояние, с висше образование в областта на природните науки. Допълнително изискване беше кандидатът да е готов да поеме рисковете, свързани с експерименталните полети, да може да понася трудни физически условия и да може да взема бързи и правилни решения при силен стрес или в извънредни ситуации. На 22 декември 1958 г. е изготвен проект на обявление, в което се посочва това, но не е дадена зелена светлина, а след коледните празници, на 28 декември 1958 г., президентът Айзенхауер решава, че списъкът с военни пилоти е достатъчен за списъка с кандидати и че от съображения за национална сигурност трябва да бъдат избрани само избраните. През първата седмица на януари 1959 г. работната група по космическите въпроси представя критериите на Пентагона и започва подбор на кандидатите.

Меден месец

Една от многобройните задачи на работната група „Космос“ беше да определи името на програмата. В САЩ е прието правителствените програми да се отличават с някакво лесно запомнящо се, запомнящо се име за обществеността, производителите на договори и пресата. До края на есента на 1958 г. работната група по космическите изследвания измисля за програмата не особено звучното име „Проект Астронавт“. Някои ръководители видяха в това име риск от прекомерно подчертаване на ролята на астронавта, докато други искаха да се върнат към предишната система за наименования. Ейб Силвърстайн (ръководител на отдела за разработка на ракети) предлага за име Меркурий – бог от римската митология. Римският бог (известен и като Хермес на гръцки) е нещо като утвърдена марка в различни области (вж. марката на Ford) и е една от най-познатите митологични фигури на американците, така че неговата познатост и популярност го правят подходящо име за програмата. Освен това то се вписва добре в американската концепция за използване на подобни митологични имена в ракетостроенето (Юпитер – архибогът Юпитер, ракетата Атлас, Титан, носещ Земята на раменете си – ракетата Атлас и т.н.). На 26 ноември 1958 г. Кийт Гленън и Хю Драйдън, двама от висшите ръководители на НАСА, приемат предложението и името „Проект Астронавт“ е заменено с „Проект Меркурий“.

Съобщение за медиите

В Съединените щати всички правителствени програми са публични – за разлика от съветската практика по онова време, когато космическите експерименти се пазят в пълна тайна до успешното им осъществяване – и това важи с особена сила за програмата „Меркурий“, която е специално разработена така, че да бъде публична, за да се демонстрира отплата на Съветския съюз. Поради тази причина Кийт Гленън – изчаквайки 55-годишнината от полета на братята Райт, за да придаде още по-голяма тържественост на съобщението – на 17 декември 1958 г. прави официално изявление, че страната му започва космическа програма за изпращане на човек в космоса – програмата „Меркурий“.

Разработване на космическия кораб

Проектирането на космическия кораб започва с концепцията „гол Атлас“, предложена от Макс Фаже. Въз основа на принципите, формулирани в космическия център на НАСА в Лангли, работната група по космическите технологии изготвя покана за представяне на предложения за 20 октомври 1958 г., която впоследствие е изпратена до потенциалните производители. На 23 октомври 1958 г. е изпратена покана за производство до 40 производствени предприятия, на която отговарят 38 и изпращат свои представители на първата среща за проектиране на 7 ноември 1958 г. От 38-те кандидати 19 проявиха интерес към построяването на космическия кораб и получиха проектния документ „S-6 Human Spacecraft Specification“. До 11 декември 1958 г. (крайният срок за подаване на офертите) броят на кандидатите е стеснен до 11 производители.

За да ускори програмата, самата НАСА едва изпреварваше доставчиците, които работеха за нея: докато потенциалните производители проучваха изискванията и подготвяха първите проектни скици на предложенията, самата космическа агенция изготвяше техническите и финансовите критерии за оценка на получените предложения.

В процеса на подбор накрая бяха избрани двама кандидати с еднакъв рейтинг – McDonnell Aircraft и Grumman Aircraft. Една от двете компании е избрана по конкретна причина: по това време „Груман“ е победител в няколко търга за договори с ВМС и работната група по космонавтиката се опасява, че компанията няма да може да отговори на изискванията на няколко сложни проекта за разработка едновременно и че разработването на космическия кораб „Меркурий“ ще се забави. Затова на 12 януари 1959 г. правото за изграждане на космическия кораб е предоставено на McDonnell Aircraft. Договорът е подписан от Джеймс Макдонъл, президент на компанията-производител, на 5 февруари 1959 г. и Кийт Гленън на 12 февруари 1959 г., като производителят се съгласява да проектира, произведе и достави 12 космически капсули „Меркурий“ на НАСА на обща стойност 19 450 000 USD. Темповете на развитие са толкова бързи, че в речта си през май 1957 г. (преди полета на „Спутник-1“) Джеймс Макдонъл посочва, че първият човек в космоса ще се появи през 1990 г., т.е. предвижда развитие от няколко десетилетия, което на практика отнема две години.

На етапа на търга McDonnell получава от НАСА проучване от 50 страници, в което са описани основните критерии за проектиране и аспектите на космическия кораб (по същество NACA

Основната идея за конструирането на капсулата е възможно най-проста: „единствената цел е да се изведе човек в космоса за кратко време“. На практика това означаваше да се събере всичко в едно пространство – всичко, свързано с навигацията, поддържането на живота на астронавта, експлоатацията на космическия кораб. Почти всички системи бяха разположени вътре в кабината, като запълваха всяко кътче и оставяха малко място за астронавта. (По-късно, по време на летателната фаза, на практика стана ясно, че това е проектна задънена улица, тъй като системите, разпределени в няколко точки на кабината, в наличните пространства, свързващите ги кабели, хаосът и повредата на една система означаваха, че няколко други трябваше да бъдат демонтирани и пренаредени при подготовката за полет. За да се реши този проблем, и именно поради негативния опит с космическия кораб „Меркурий“, от следващата космическа програма, програмата „Джемини“, е въведена философията за разделяне на космическия кораб на две части – капсула и технически блок.)

Именно при изпълнението на третата глава от базовите изисквания, определени в началото на програмата, се разгърна най-дългата дилема в проекта. Още в средата на 50-те години на миналия век (когато на ракетите бяха монтирани ядрени бойни глави) стана ясно, че обект, падащ в атмосферата с висока скорост, е подложен на огромно топлинно напрежение от въздушното триене. Различните военни сили са разработили различни решения на проблема: армията експериментира с композитни топлинни щитове, изработени от материали, които изгарят и топят (но разсейват топлината), а военновъздушните сили – с версии, изработени от материали, които поглъщат топлината. Дълго време експертите от Space Task Group не можеха да вземат решение (предимството на един материал беше недостатък на друг и обратното), затова оставиха отворени и двете посоки на развитие. След това се провеждат тестове с двата вида топлинен щит, когато се открива концептуалният недостатък на версията с абсорбиращ топлината материал: топлинният щит, изработен от абсорбиращ топлината материал, би трябвало да се отстрани от космическия кораб по време на последните етапи на кацане, тъй като би бил изключително горещ при кацане, което би представлявало опасност за астронавта в кабината, и

След концептуалното проектиране на кабината започва подробно проектиране и тестване на компонентите на експерименталния космически кораб. Първите от тези тестове бяха изпитания на капсулата при падане. Те включваха тестове за свободно падане и спускане с различни парашутни системи, по време на които повече от сто бетонни макета на космически капсули в реален размер бяха пуснати в морето или на площадки за кацане на сушата. Тези изпитания бяха използвани за разработване на оптималната спирачна система на парашута за приземяване.

Друга серия от тестове е използвана за разработване на спасителната ракета. В случай на авария при изстрелването конструкторите планират устройство, състоящо се от малки ракети (и решетъчна конструкция за закрепване към капсулата), което в случай на проблем да „издърпа“ капсулата от ракетата възможно най-бързо и да пренесе космическия кораб и неговия обитател на безопасно разстояние от мястото на експлозията, която неизбежно ще настъпи. Първото изпитание на остров Уолъпс е толкова катастрофално (малко след изстрелването на ракетите, ракетата започва да пада нагоре и след две пълни падания се удря в океана), че се стига до идеята за преосмисляне на цялата система от самото начало. След едномесечна работа конструкторите поправят грешките и устройството става способно да спаси кабината на „Меркурий“ в случай на проблем при изстрелването.

Третата серия от тестове е извършена за окончателно оформяне на космическия кораб „Меркурий“ в аеродинамичните тунели на космическия център „Лангли“ и космическия център „Еймс“. За тази цел в аеродинамичния тунел бяха поставени макети на космическия кораб с различни размери, за да се тестват свойствата на космическия кораб в диапазона на транс-, супер- и хиперзвуковите скорости на полета.

В четвъртата серия от тестове трябваше да се разработи техническо решение за последната фаза на кацането – спускането, и да се направи избор между кацане във вода и кацане на сушата. Инженерите предпочетоха водното кацане. Кацането е планирано да бъде на 9 м

Петата серия от тестове беше насочена към окончателното проектиране на парашутната система, като основният акцент беше поставен върху поведението на разгъващия се парашут и основния парашут при екстремни скорости и

Разработване на ракетата

Инженерите избират три различни вида ракети за полетите:

Работната група по космонавтиката търси ракета-носител за извеждане на хора в космоса сред ракетите със среден и дълъг обсег, разработени за американската армия, и последният кандидат е междуконтиненталната балистична ракета „Атлас“, разработена от Convair за военновъздушните сили на САЩ, която предстои да влезе в експлоатация. Атласът е толкова скорошна разработка, че първото му успешно тестово изстрелване (все още под военното кодово име SM-65 Atlas) е осъществено едва на 17 декември 1957 г. Спецификацията на Атлас включва за първи път в САЩ характеристиките, необходими за извеждане в орбита около Земята на обект с маса, еквивалентна на космически кораб – изискването за извеждане на тяло с маса 1,5-2,5 тона в стабилна орбита на височина над 300 км. Въпреки това поради новостта на ракетата и несигурността на нейната надеждност бяха необходими допълнителни ракети-носители, за да се започнат летателни изпитания. Ракетата „Редстоун“ отговаря на изискването за надеждност, като заради предишните си успешни полети получава престижния прякор „Добрият стар надежден“. Освен надеждността имаше и друго съображение – цената на тестовете. При много тестове не беше необходимо да се ускорява цялата космическа капсула до орбитална скорост, а само да се издигне на необходимата височина. Орбиталните полети са най-скъпи – разходите за производство на ракета „Атлас“ се оценяват на 2,5 милиона долара, докато изстрелването на „Редстоун“ струва 1 милион долара. Редстоун също е определен като възможна ракета за изстрелване поради съображението, че ще спести милиони долари за един тест. Те направиха това и с ракетата Little Joe, която може да се експлоатира на още по-ниска цена и е подходяща за определени подтестове. За тестовете, при които не е било необходимо тестовият обект да се намира в орбита около Земята – а такъв е бил случаят с повечето от първоначалните тестове – инженерите са определили и профили на суборбитални полети (т.нар. космически скокове).

Скоро НАСА осъзнава, че ракетата „Атлас“ е незряла и се нуждае от изпитания, както и че цената на едно изстрелване е висока – 2,5 милиона долара на изстрелване, а „Атлас“ няма капацитет за поредица от изпитания. Освен това ракетата „Редстоун“, която би могла да замени „Атлас“ за тези по-малко сложни тестове, сама по себе си е скъпо устройство, струващо 1 милион долара на изстрелване. Поради това беше решено да се използва по-евтина ракета-носител. По време на вземането на решението обаче ракетата все още не съществуваше и трябваше да бъде разработена.

Изискванията са определени от НАСА в края на 1958 г., а след това са доуточнени. Те изискваха бъдещата ракета да може да изстрелва космическия кораб „Меркурий“ по такъв начин, че да се тестват силите в кабината на голяма височина, да се оценят спасителната система, парашутната система за кацане и процедурите за търсене и спасяване след кацането. Последвалите уточнения на спецификацията включваха възможност за измерване на параметрите на кабината по време на полет и при кацане (удар), на параметрите на шума, топлината и налягането, генерирани от ракетата, по-специално на въздействието върху живия(те) организъм(и) на борда, с минимални телеметрични уреди. Тези параметри трябваше да могат да се наблюдават на различни критични височини (6000, 75 000 и 150 000 метра). Въз основа на тези изисквания екипът на Макс Фаджет създава първата ракета на НАСА, наречена Little Joe, която прави първото си изстрелване на 21 август 1959 г. от остров Уолъп.

За пръв път в историята на космическите полети конструктивните планове на ракетите включват необходимостта от „свръзка“ на двигателите. Съответно е включено инсталирането на четири модифицирани двигателя Sergeant на твърдо гориво (известни също като Castor или Pollux), както и използването на четири спомагателни двигателя Recruit. Чрез параметризиране на четирите двигателя може да се постигне максимална тяга от 1020 килонютона, което теоретично позволява космически кораб с тегло 1800 kg да бъде изведен в балистична орбита на височина 160 km (като по този начин се симулират свойствата на „Атлас“).

През ноември 1958 г. 12 компании са поканени да участват в търга за производство на ракетата въз основа на изискванията и основните проекти, а на 29 декември 1958 г. търгът е спечелен от North American Aircraft Company. Съгласно договора производителят трябва да достави седем летящи екземпляра и мобилна пускова кула. Първият годен за полети самолет, произведен в Северна Америка, излита на 21 януари 1960 г.

Ракетата „Редстоун“ също е включена в космическата програма на НАСА от съображения за икономия на разходи и надеждност. Базовата PGM-11 Redstone е една от най-старите американски военни балистични ракети с малък обсег, разработена през 1952 г. и на въоръжение в Западноевропейските сили на НАТО от 1958 до 1964 г. Ракетата е пряк наследник на германската V-2, проектирана от Вернер фон Браун в Редстоун Арсенал. НАСА търси алтернативи на ракетата „Атлас“, както за да намали разходите за експерименти, така и по причини, свързани с надеждността (ракетата „Редстоун“ е смятана за особено надеждна и по този начин отговаря на изискванията за безопасност при извеждане на човек в космоса), и избира „Редстоун“, макар и подобрена версия, която е по-подходяща за тази цел. Редстоун се превръща в предпочитаната ракета за суборбитални полети в рамките на програмата „Меркурий“.

Първоначалната военна версия на „Редстоун“ не е в състояние да изведе кабината на „Меркурий“ на необходимата височина при параболичен полет, но подобрената деривация на „Редстоун“, „Юпитер-С“, има удължен фюзелаж, по-големи резервоари вътре и с увеличеното време за изгаряне е в състояние да достигне по-големи височини. Jupiter-C току-що беше преминал към двигател A-7 (армията беше преминала към този вариант за собствените си ракети поради потенциалния недостиг на компоненти на използваните преди това двигатели, което представляваше риск), което създаваше проблеми. Основната ракета „Редстоун“ все още използва горивото V-2 (75% етилов алкохол, 25% вода), но ракетата „Юпитер-С“ преминава към т.нар. хидинско гориво (60% асиметричен диметилхидразин и 40% диметилнетриамин), което е много по-ефективно, но и много по-токсично, което е проблем при приложението му. Освен това хидин никога не е бил използван в А-7, така че инженерите решават, че ракетата, преработена за космически приложения, отново ще използва версията с етилов алкохол. Удълженото време на горене създаде допълнителен проблем: графитните прегради на вектора на тягата, използвани в обикновените ракети, можеха да се разрушат по време на удълженото време на горене, така че НАСА обяви конкурс за по-качествени прегради. Направена е и друга модификация на конструкцията, за да се осигури по-дълго време на изгаряне: ракетата получава допълнителен азотен цилиндър, за да се напълни резервоарът с неутрален газ пропорционално на скоростта на изхвърляне, а турбопомпата получава допълнителен резервоар с водороден пероксид.

Друга разлика между военната и космическата ракета е системата за спасяване и прекъсване на полета. От една страна, „Редстоун“, който е подходящ за космически полети, е оборудван с т.нар. система за автоматично откриване на прекъсване на полета. Това означава, че ракетата може да открие кога параметрите на полета ще се отклонят от нормата и тогава системата може автоматично да започне спасителния процес, когато спасителната ракета отдели капсулата от ракетата-носител (разбира се, прекъсването може да бъде задействано от самия астронавт или от центъра за управление, но има профили на полета, при които просто няма време за ръчна намеса). И, разбира се, в сравнение с военната версия имаше спасителна ракета, която в случай на проблем можеше да отдели капсулата от ракетата и да я отведе на безопасно разстояние. Промени имаше и в т.нар. опашна част на ракетата (която, колкото и да е странно, не беше на гърба на ракетата, а на върха ѝ, свързвайки кабината с ракетата носител). Тази секция съдържаше електрониката и системата за управление на ракетата, както и адаптера, който приемаше космическата капсула, а при военните „Редстоун“, когато ракетата изгаряше, тази секция се разделяше, като едната половина оставаше в ракетата, а другата продължаваше да лети с бойната секция, докато при версията с космическа ракета цялата оставаше в ракетата носител. Друга промяна е направена с цел подобряване на надеждността на Redstone. Автопилотът ST-80 на военната версия е заменен с много по-проста и надеждна версия – LEV-3.

До края на разработката „Меркурий-Редстоун“ се отклонява от военния „Редстоун“ с общо 800 точки, така че в крайна сметка НАСА разполага с нова развойна ракета, а не с оригиналната, надеждна версия. Първият полет на модернизираната ракета-носител се състоя на 21 ноември 1960 г., който беше неуспешен, последван от три повече или по-малко успешни полета, преди тя най-накрая да изведе космическия кораб с двама души – Алън Шепърд и Гъс Грисъм.

Един от основните елементи на програмата „Меркурий“ е ракетата носител. Изискванията бяха прости: той трябваше да може да ускори обект с тегло 1500-800 кг до първата космическа скорост и да го изведе в орбита около Земята. Единственият инструмент, с който САЩ разполагаха, беше военната междуконтинентална балистична ракета SM-65D Atlas. Ракетата е най-новата налична технология, като първото ѝ изпитателно изстрелване се състои на 11 юни 1957 г. (макар и неуспешно по това време). Дилемата на НАСА е дали да направи съществуващата, но ненадеждна ракета надеждна, или да изчака процеса на разработване на МБР „Титан II“ (с вероятно същия несигурен резултат), затова е взето решение за изпитване и подобряване на „Атлас“.

Convair, производителят на ракетата, разполагаше със специална производствена линия за програмата „Меркурий“, с обучен и опитен персонал, на който можеше да се възложи задачата да гарантира качеството. Продуктите, предназначени за космическото пространство, бяха подложени на мащабна преработка, включваща следните компоненти:

Ракетата се основава на два основни принципа на проектиране. Един от тези принципи е т.нар. схема „една степен и половина“: ракетата има един основен двигател и два странични ускорителя. Те се стартираха едновременно при изстрелването (за да може инженерите по-лесно да проверяват визуално работата), след което ускорителите се изключваха преди главния двигател по време на орбита и ускорителите (или свързаните с тях резервоари) никога не се изключваха. Другият принцип е т.нар. конструкция или система на газовия балон. За да се сведе до минимум теглото, ракетата е проектирана с възможно най-тънки странични стени, толкова тънки, че ракетата ще се срути под собственото си тегло, когато е празна. Стабилността и здравината на конструкцията му първоначално се осигуряваха от налягането на горивото, а след това, когато то се изчерпа по време на полета, от налягането на неутралния газ хелий в резервоарите. По време на тестовете последният принцип на конструкцията се оказа най-слабото звено, което наложи модификации и допълнителни тестове.

Първото изстрелване на „Меркурий“ се състоя на 29 юли 1960 г., но истинското доказателство за това трябваше да се изчака до 20 февруари 1962 г., когато полетяха Джон Глен и „Приятелство 7“.

Профили на полета

Космическите полети са решени още с полета на „Спутник-1“, като за истински космически полет се счита този, който е извършен в орбита около Земята, така че естествено НАСА определя това като цел за първия полет на американски астронавт. В края на 1960 г. обаче от съветските експерименти – няколко спътника в орбита с голяма маса (равна на масата на човешка кабина) живи същества – на американците им става ясно, че съперникът им ги изпреварва, и тогава се заражда идеята програмата да се разклони в две алтернативни направления: продължаване на подготовката за орбитален полет и подготовка на суборбитален полет на хора като отделно направление. НАСА смяташе, че ще бъде успокоително за обществеността, ако, въпреки че Америка е във видимо неизгодно положение в орбиталните полети, които всички смятаха за очевидната „реална“ възможност, пътят към тях се изгражда на етапи и първият етап (космическият скок) бъде спечелен. Затова ракетата „Редстоун“, първоначално предназначена само за изпитания, и капсулата „Меркурий“ се сглобяват в процес, при който скокът в космоса в автоматичен режим, без пътник, след това с маймуна и накрая с космонавт, ще бъде първата от трите стъпки за победа над Съветския съюз.

Подобрения на инфраструктурата

Най-важният въпрос, свързан с инфраструктурата, беше изборът на мястото за изстрелване. Интересно е, че въпреки че съществува теория за избор на място за изстрелване в космоса – възможно най-близкото място до екватора – при стартирането на програмата „Меркурий“ не е търсено съзнателно такова място, но за да се адаптира към обстоятелствата, при които е създадена НАСА (космическата агенция също е създадена чрез концентриране на експериментите на различните военни сили), НАСА открива офис за връзка в Кейп Канаверал, един от най-модерните ракетни полигони на Министерството на отбраната на САЩ, армията и флота, със задачата да доведе до НАСА провежданите там военни тестове. Предвид факта, че в Кейп Канаверал вече е имало военна база за ракетите „Редстоун“, мястото за изстрелване на полетите на „Меркурий“ също е било определено за тази база, независимо от факта, че НАСА е била гражданска организация, а Кейп Канаверал – военна база.

В рамките на подготовката за пилотирани космически полети на НАСА е предоставен построеният от ВВС през 1957 г. S-хангар (използван първо за поддръжка и съхранение на самолети), а след това предоставен на програмата „Авангард“ на Военноморската изследователска лаборатория за допълнителни експерименти. През 1959 г. е постигнато официално споразумение между собственика на съоръжението, Министерството на отбраната, и НАСА за поемане на хангара и свързаната с него инфраструктура. От този момент нататък тук се приемат космическите кораби „Меркурий“ от производствената площадка. По-късно той е използван за програмата „Джемини“ и продължава да се използва до появата на космическата совалка.

Основната поддържаща инфраструктура за полетите бяха площадките за изстрелване. Два от тях също бяха предназначени за НАСА, следвайки логиката на поемането на предишни експерименти. LC-5 (стартов комплекс) става стартова площадка за ракетите „Редстоун“, а LC-14 – за ракетите „Атлас“ (и ракетите „Големият Джо“, използвани при тестовете). Кариерата на LC-5 започва през 1956 г. под егидата на Военновъздушните сили (военновъздушна станция Кейп Канаверал), когато е използван за тестване на балистични ракети със среден обсег „Юпитер“ на Кейп, след което е заменен от „Юнона II“, еволюция на „Юпитерите“, които се използват за извеждане на сателити в орбита. След това на НАСА беше предоставена стартовата площадка за ракетите „Редстоун“, първо в автоматичен режим, след това с маймуна и накрая с човек.

Историята на LC-14 е малко по-сложна. Пистата е построена през 1957 г. за изстрелване на военни ракети „Атлас“, а през 1959 г. е преустроена за изстрелване на ракети „Атлас-D“ и космически ракети. По онова време тя се смяташе за единствената площадка за изстрелване на ракети „Атлас“, така че програмата „Меркурий“ не можеше да я ползва изключително, а трябваше да я споделя със сателитите MIDAS, тестовите изстрелвания на „Големия Джо“ и други междуконтинентални ракети, преди да може да бъде предоставена изключително в ръцете на НАСА. По-късно всички изстрелвания на „Меркурий“ и „Атлас“ стартираха оттук, а по-късно оттук бяха изстреляни и изстрелванията на „Атлас“ и „Агена“.

Необходимо е било допълнително планиране на операциите по приземяване и последващо спасяване, както и на поддържането на радиовръзка по време на полета. Военноморските сили бяха избрани да се справят с двете задачи едновременно.

На пресконференция във Вашингтон, окръг Колумбия, на 9 април 1959 г. НАСА представя на обществеността седемте мъже, които след строги медицински и психологически тестове са избрани да станат първите хора, които ще излетят в космоса. Едновременно с представянето им публиката научи нова дума: астронавт (в американската терминология astronaut, която има своите корени в гръцката митология, свързана с аргонавтите, и буквално означава звезден моряк).

Но публичното представяне беше предшествано от дълъг и таен проект за подбор. Задълбоченият подбор се основаваше на медицинските предположения, че бъдещите космически пътници ще бъдат изправени пред смъртоносни опасности: предвиждаше се срив на орбитата в безтегловност, смяташе се, че хората няма да могат да се хранят или пият без гравитация, но се подозираха и психологически трудности, а един вид космическа лудост можеше да завладее самотния космически кораб и да го направи неспособен да го управлява. За да се противодейства на тези опасности, беше разработена система за подбор, която да подбира кандидати с високо ниво на здравословна и психологическа годност.

Избор

Подборът на кандидатите за астронавти се извършва по указание на президента Айзенхауер – с леки промени в изискванията, определени от Оперативната група по космонавтиката – като военният летателен корпус е поканен да изготви списък с потенциални кандидати. Във Вашингтон са прегледани общо 508 потенциални кандидати, от които са избрани 110 пилоти като подходящи кандидати (списъкът включва петима пилоти от морската пехота, 47 от военноморските сили и 58 от военновъздушните сили, като никой от военновъздушните сили не е намерен за подходящ). на втория етап от процеса на подбор кандидатите са разделени на три основни групи и първите 35 са изпратени във Вашингтон за интервюта в началото на февруари 1959 г., като е издадена заповед за конфиденциалност. Чарлз Донлан, който ръководеше проекта от името на Работната група по космонавтиката, със задоволство отбеляза, че по-голямата част от кандидатите с нетърпение очакват да участват в програмата „Меркурий“. Това се дължеше на факта, че програмата изискваше доброволци, а не на това, че бъдещите пилоти не трябваше да бъдат водени към тази задача. Седмица след интервютата с първата група втората група пристигна във Вашингтон и проведе своите интервюта. Процентът на доброволците сред тези, които бяха счетени за подходящи, беше толкова висок, че не беше необходимо да се свиква трета група (особено след като първоначално предвиденият окончателен контингент от 12 души беше намален на 6). След интервютата с двете групи 69 души продължиха процеса на подбор.

Въпреки ясните физически параметри, шест от 69-те бяха отхвърлени, защото ръстът им беше твърде висок. И накрая, 56 кандидати бяха отхвърлени поради допълнително оттегляне от общите, техническите и психологическите тестове на втория кръг. След това броят на избраните е намален до 32 души, които са отведени от Космическата оперативна група за подробни медицински тестове, включително специални елементи, в клиниката „Лавлейс“ в Албакърки, Ню Мексико, а след това в аеромедицинската лаборатория на базата „Райт-Патърсън“.

В продължение на една седмица, считано от 7 февруари 1959 г., кандидатите преминават през шестфазен, всеобхватен и многодневен медицински преглед в клиниката „Лавлейс“. Първоначално се преглежда медицинската история на кандидатите, след което се провеждат подробни общи медицински изследвания, като например тестове на зрението, ЕКГ и рефлексни тестове, колоноскопия и кръвни изследвания или изследване на сперматозоиди. Последваха рентгенови изследвания – от стоматологични рентгенови снимки до рентгенови снимки на стомаха. Следващият етап бяха тестовете за физическа работоспособност, които включваха тестове за сърдечен стрес на велоергометър, измерване на капацитета на белите дробове и плътността на тялото. В края на едноседмичните тестове данните бяха обобщени и записани в медицинските картони на всеки кандидат.

Непосредствено след клиничните изпитания групата се премества във военновъздушната база Райт-Патърсън за провеждане на стрес тестове между 16 февруари и 27 март 1959 г. Тези тестове са предназначени да оценят психологическата и физическата устойчивост на кандидатите на стрес. Физическите тестове включваха прости упражнения за натоварване по стълби или бягаща пътека, тестове в центрофуга, изискващи голяма издръжливост, или многоосови упражнения на въртящ се стол, познати на пилотите от авиомедицинските прегледи. При паралелните психологически тестове кандидатите бяха подложени на неочаквани или неприятни стимули, като например тестове с термална или студена вода или упражнения в тъмна камера. Психологическите тестове включват и теста на Роршах, който иначе е обект на съмнения за достоверност.

В края на тестовете на „Райт Патерсън“ комисията по номинациите предлага 18 напълно квалифицирани кандидати с медицинско образование при приключването на серията от тестове в края на март 1959 г. На 1 април 1959 г. се провежда заседание на Комитета за подбор на Групата за космически задачи и от 18-те подходящи кандидати седем са избрани за обучение за астронавти. Тази група е обявена от НАСА на 2 април 1959 г., след което на 9 април 1959 г. във Вашингтон е представена като „Меркурий 7“ (Mercury Seven), като бъдещите американски астронавти, и с тези седем пилоти започва обучението на астронавти.

Оригинални седмици

Следващата група, известна в пресата като „Седемте от Меркурий“, започва обучението:

Шестима от тях излитат в космоса в рамките на програмата (Слайтън е изваден от групата през 1962 г. поради сърдечни проблеми и лети по програмата „Союз-Аполо“ едва през 1975 г. след сърдечна операция).

Кандидатите за астронавти излязоха на преден план със своята презентация. Както и естественият интерес на обществеността – по онова време едва ли е имало по-екзотична професия от „астронавт“. Самата НАСА допълнително увеличи популярността на своите кандидати, като насърчи сключването на сделка между астронавтите и голямо американско списание, което закупи правата за публикуване на разкази за астронавтите срещу оферта от 500 000 долара. Като част от сделката той публикува своите репортажи за живота на астронавтите в поредицата Life, както и техните биографии. В тази поредица от статии, която излиза в 28 броя между 1959 и 1963 г., Life създава нов американски герой, представяйки астронавтите като един вид „ежедневен супергерой“, разкрасявайки произхода им и представяйки ежедневието им извън обучението по американски стереотип.

Освен „Меркурий“, за първите седем астронавти на НАСА са използвани още две имена – и двете посмъртно. Едното е „Астронавтска група 1“, което НАСА използва впоследствие, когато започва да набира допълнителни групи астронавти за програмата „Джемини“, а след това и за програмата „Аполо“, и иска да разграничи групите, избрани по различно време. Но не само НАСА, но и самите астронавти се отличават, като сами дават име на групата и така Оригиналната седморка става известна, а по-късно и най-публично използваното име на групата, също и за да се разграничи от останалите (като Новата деветка, набрана през 1962 г., или Четиринайсетката през 1963 г.).

Обучение на астронавти

Обучението беше много сходно с програмата за подбор в авиобаза Райт-Патърсън: те тренираха профилите си на излитане и кацане в симулации на центробежно ускорение, тренираха в куфар, в топлинна камера или в камера с въглероден диоксид, или поддържаха физическата си форма с различни спортове. Но имаше и напълно нови области. Те обиколиха заводите на различни доставчици, за да научат повече за произвеждания хардуер, посетиха Кейп Канаверал, началната точка за бъдещите им космически мисии, и отидоха в Акрон, за да видят завода за производство на космически костюми. Започва и процес на специализация: Карпентър, например, с опита си във военноморските сили, става експерт по комуникационните и навигационните системи на космическия кораб, Грисъм се потапя в системите за управление и електромеханичните системи на „Меркурий“, а Глен помага с приборното табло в кабината. Обучението включваше летателни упражнения в допълнение към горепосочените тестове. От една страна, те продължават предишните си полети с високопроизводителни изтребители, за да поддържат летателните си умения, а от друга, се подготвят за безтегловността, с която ще се сблъскат, като извършват параболични полети със самолет C-131 на НАСА, който е проектиран за тази цел.

Общо са построени двадесет „Меркурий“, три изстрелвания са неуспешни, пет са изведени в балистична орбита, а шест обикалят Земята. Извършени са шест експеримента с хора, два от които само в балистична орбита. Космическият кораб позволява на един човек да лети в космоса в продължение на 24 часа, като максималната продължителност е 36 часа. Химическите батерии са с капацитет 1500-3000 ват-часа (Wh) в зависимост от задачата. Тя е с формата на камбана, висока 3,4 метра, включително ракетите-носители, и с максимална ширина 1,9 метра. Той е с двустенна конструкция, като външният корпус е от никелова сплав, а вътрешният – от титаниева сплав, а между тях има изолационен материал от керамични влакна. Спасителната ракета е монтирана в носа. Височината на спасителната кула е 6,2 метра. В корпуса на антената бяха монтирани стабилизиращият парашут и стабилизиращият инфрачервен хоризонт. Кабината е с диаметър 1,9 м и височина 1,5 м. По време на службата астронавтът изпълняваше необходимите задачи в седнало положение, почти без движение.

Алън Шепърд е първият американец, който излиза в космоса с космическия кораб „Freedom 7“ и прави суборбитален космически скок. Джон Глен е първият американец, обиколил Земята с космическия кораб „Приятелство 7“. Съветският съюз изпреварва американците и по отношение на пилотираните космически полети с програмата „Восток“.

Безпилотни тестови полети

Първият опит на програмата „Меркурий“ щеше да бъде „Малкият Джо 1“, ако не беше осуетен от повреда. Експериментът дори не се провежда на нос Канаверал, а на остров Уолъп, и инженерите искат да видят как ще се държи спасителната лодка, особено в момента на максималното динамично налягане (максималното съпротивление при излитане). За тази цел е достатъчна ракета „Литъл Джо“, която може да симулира желаното динамично налягане, след което върху тази ракета-носител е построен модел на космическия кораб „Меркурий“ и накрая единствената завършена част от системата – спасителната кула.

Въпреки това планираният полет е напълно неуспешен през 1959 г. На 21 август 1959 г.: 35 минути преди планираното изстрелване, когато автоматиката и саморазрушението са свързани към източника на енергия на собствената си батерия, неочаквано се задействат взривните заряди, разделящи блоковете на космическия кораб – подготвящият се за изстрелване екипаж започва панически полет – и накрая спасителната кула (която правилно открива аварията) е изстреляна с прикачения модел на космическия кораб, а ракетата остава на стартовата площадка. След това ракетата-спасител се справя образцово със задачата си, като издига Меркурий на необходимата височина от около 600 метра и го освобождава там. Докладът от изпитването беше изготвен за по-малко от месец, а причината за повредата беше установена като така наречения „блуждаещ ток“, причинен от неправилна намотка.

В допълнение към серията експерименти „Малкият Джо“ на остров Уолъп (които трябваше да докажат функционалността на спасителната ракета), НАСА започна да тества и друг важен компонент – топлинния щит. Това изисква по-мощна ракета-носител, така наречената ракета „Големият Джо“. Големият Джо по същество беше ракетата Атлас. При експеримента „Големият Джо“ серийната ракета носител „Атлас-10Д“ беше съчетана с неработещ, но ефективен по отношение на масата и размерите си космически кораб „Меркурий“, а корабът беше снабден с топлинен щит (който се нагрява при влизане в атмосферата, изгаря, изгаря, бавно се разпада, но ефективно разпределя топлината), избран след дълъг дебат за дизайна.

Изстрелването е осъществено на 9 септември 1959 г. от Кейп Канаверал, стартова площадка 14. По време на полета всичко работеше перфектно до около две минути, когато управлението получи сигнал за грешка в телеметрията: отделянето на степента се провали. Тъй като степента продължи да лети като мъртво тегло, нямаше никакъв шанс космическият кораб да достигне планираната височина и скорост. Тъй като степента на ракетата оставаше на космическия кораб (по този начин се нарушаваше основната цел на топлинния щит), управлението трябваше да си играе с реактивните двигатели за управление (по същество малките спомагателни двигатели, които извършват управлението), за да свали ракетата, което в крайна сметка беше успешно, въпреки че горивото за управление беше напълно изразходвано. Космическият апарат „Меркурий“ най-накрая достигна максимална височина от 140 км и след полет от 2292 км достигна Атлантическия океан, където спасителните екипи го откриха сравнително непокътнат след няколко часа търсене.

На 4 октомври 1959 г. се провежда следващият тест на „Меркурий“ – отново на остров Уолъп, който по това време не е обозначен и едва по-късно получава името „Литъл Джо 6“. Тестът по същество е стъпка назад спрямо неуспешния първи опит, като единственото общо нещо е, че използваната ракета-носител е същата, която беше оставена на стартовата площадка през август. Що се отнася до целите на летателните изпитания, отстъплението означаваше, че единствените изпитания бяха за проверка на годността на ракетата и на летателните характеристики и устойчивостта на космическия кораб. За тази цел към ракетата бяха монтирани космическа капсула с достатъчна маса и размери, но без системи и следователно неизползваема, и също толкова неизползваема аварийна кула.

По време на експеримента Малкият Джо издигна конструкцията с височина 16,5 м и тегло 20 тона на височина 65 км, където в края на две и половина минути полет контролите задействаха самоунищожение, както беше планирано. Парчетата от космическия кораб се удариха в океана на разстояние 115 километра. Експериментът беше признат за успешен.

На остров Уолъп експериментите са непрекъснати, като ракетите „Малкият Джо“ се изстрелват всеки месец до ден днешен. Така на 4 ноември 1959 г. е изстрелян Little Joe 1A, който точно повтаря неуспешния полет на Little Joe 1. Целите бяха същите, полетът имаше за цел да провери годността на спасителната ракета, като се добави възможно най-много данни за парашутната система. Капсулата, предназначена за полет, отново беше неработещ макет, като единствено спасителната ракета беше непокътната. На експеримента присъства и пресата, след кратка битка, в която журналистите се бореха да получат информация за полета от първа ръка (поради това служителите на НАСА проведоха предварително подробно „обучение“ на пресата, за да не се съобщава за евентуални прекъсвания на обратното броене като за грешка или провал).

На 4 ноември LJ-1A най-накрая извършва частично успешен полет. Ракетата вдигна космическата капсула във въздуха очевидно без проблеми, но спасителната ракета се задейства само 10 секунди след точката на максимално динамично натоварване. Парашутната система функционираше перфектно, както и спасителните операции, така че вторичните и третичните оперативни цели бяха изпълнени на 100%. Причината за неизправността на спасителната ракета не е разкрита, а само са изказани предположения. Неуспехът доведе до повторение на експеримента.

Little Joe 2 е изстрелян от обичайното си място на остров Уолъп на 4 декември 1959 г. и е значително подобрен в сравнение с предишния опит. Въпреки че LJ-1A не е безусловен успех, експериментаторите добавят жив полет към експеримента „Малкият Джо-Меркурий“. Те бяха любопитни да видят как един прост организъм като малка медна маймунка ще се държи под въздействието на движението на космическия кораб, безтегловността и радиацията на голяма височина. По-късно те планират да пуснат допълнителен биологичен пакет: овесени зърна, плъши неврони, тъканни култури и буболечки са подготвени да пътуват с маймуната.

Изстрелването се състоя в присъствието на двама нови кандидати за астронавти – Алън Шепърд и Върджил Грисъм. Малкият Джо издигна Меркурий на 30 000 метра, а изстрелващата се спасителна ракета увеличи височината още повече, като изведе капсулата на 84 000 метра, преди тя да падне свободно от мъртвия център. В крайна сметка височината на върха се оказа с близо 30 000 метра по-ниска от планираната, което се дължи на неправилно изчислено съпротивление. В крайна сметка маймуната Сам изживява само 3 минути в безтегловност вместо планираните 4. В края на около 6 часа мятане и въртене спасителните екипи успяват да извадят маймунката благополучно от морето след плавно приземяване. Експертите обявиха всички предварителни цели за успешни и бяха въодушевени – особено от перфектно функциониращата пускова установка „Малкият Джо“ – въпреки че по-късно мненията станаха по-различни, като особено биолозите се оплакаха от не особено задоволителните резултати от експеримента с животни. Основната цел обаче беше постигната и спасителната ракета се оказа напълно подходяща за евентуално аварийно спасяване на космически кораб с живи същества – дори хора – на борда.

Пътуването на маймуната Сам е последвано от повторение на не съвсем успешните полети на „Малкия Джо“ 1 и 1А, с малката разлика, че космическият кораб отново носи „някого“ – мис Сам, малка женска медна маймуна. На 21 януари 1960 г. от остров Уолъп е изстреляна още една ракета „Малкият Джо“, която този път най-накрая се представя според очакванията. Ракетата е била на по-малко от 15 км от планираната височина и е достигнала скорост от над 3200 км.

Единственото истинско нововъведение по време на полета беше упражнението по спасяване, при което инженерите симулираха извънредна ситуация на височината на изгаряне на Малкия Джо и се наложи да бъде изстреляна спасителна ракета. Операцията премина безпроблемно, като още 75 м

През февруари 1960 г. на среща в Лос Анджелис НАСА взема решение (донякъде въз основа на тестовете „Малкият Джо“ и „Големият Джо“) за окончателната конфигурация на космическия кораб „Меркурий“, ракетата „Атлас“ и спасителната ракета и планира да я приложи с окончателната конфигурация. Окончателността – а може би и наличието на работещ хардуер – се изразява и във факта, че полетът не е бил предвиден да бъде изстрелян като „Големият Джо“, а като последния „Меркурий-Атлас-1“. Затова за полета те използват фабрично построената космическа капсула № 4 на McDonnell и инсталират допълнително оборудване и апаратура. Космическият кораб е по-скоро работилница за измервания, отколкото функционално космическо превозно средство, като се имат предвид липсващите системи (животоподдържащи, пилотска седалка, арматурно табло, управляващи двигатели и т.н.), които все още не са инсталирани.

Параметри, които трябва да се тестват преди полета

На 24 юли параметрите, които трябва да бъдат постигнати от космическия кораб (5700 м

Една минута след изстрелването контактът с ракетата е изгубен. Секунда преди предаването да бъде прекъснато, чрез телеметрията е получен сигнал, че разликата в налягането между резервоара за гориво и резервоарите за течен кислород внезапно е спряла. Тъй като през облака не е имало визуален контрол, не е било възможно да се разбере дали този сигнал е бил причина за проблемите или краен резултат от проблемите, при които са били унищожени резервоарите, но от сигналите е било ясно, че ракетата и космическият кораб са били унищожени. Причините са трудни за разкриване, въпреки че спасителните екипи успяват да намерят разбитата ракета и космическата капсула „Меркурий“ в морето. Причината за повредата не може да бъде установена, но НАСА решава да повтори полета, само за да зареди космическия кораб с инструменти за следващия тест.

Проектирането на експеримента „Малкият Джо 5“ започва около година преди планираното изстрелване и първоначалната идея е да се изстреля първата действаща космическа капсула или спасителна ракета „Меркурий“, като се включи специален „пакет“, съдържащ средно голямо шимпанзе, за да се провери поведението на космическия кораб и неговия обитател при максимално Q. Забавянето на кацането на космическата капсула, проблемите с така наречения „скобен пръстен“, свързващ космическия кораб и ракетата, и вградената в него пиротехника за разделяне обаче забавят подготовката, така че Робърт Джилрут решава (със съгласието на инженерите на STG) да извади полета на шимпанзетата от целите на планирането, за да може екипажът да се съсредоточи повече върху техническите въпроси. По-късно възникват допълнителни проблеми с инсталирането на резервоарите за хелий и водороден пероксид, което води до допълнителни забавяния. Имаше и допълнителни проблеми с теглото на летателния апарат, което повиши вероятността от нежелано кацане в Африка.

Изстрелването най-накрая е насрочено за 8 ноември 1960 г. В този ден експериментът завършва с пълен провал. Ракетата излита от остров Уолъп в 10:18 ч. местно време (15:18 ч. UTC) и е унищожена само след 16 секунди полет. След това спасителната ракета беше изстреляна преди време, докато ракетата носител все още ускоряваше космическия кораб, но всички компоненти останаха в свързано състояние, отклониха се от курса и се разбиха в морето. Капсулата се издигна на височина едва 16,2 км и се разби в морето на 20,9 км от мястото на изстрелване, далеч от целевия обхват. По-късно спасителните екипи изваждат от морето част от останките за допълнителен анализ.

През втората половина на 1960 г. в НАСА се появява идеята – отчасти поради страх от изпреварване от страна на Съветския съюз и отчасти с цел спестяване на разходи – да се разделят експериментите и освен орбиталния полет с ракетата „Атлас“ да се извърши и т.нар. космически скок (полет в балистична орбита) с ракета с по-малка мощност, който би бил космически полет само поради това, че ще пресече линията на Карман. Избрана е ракетата „Редстоун“ и на нейна основа е построен космическият кораб „Меркурий“, за да се тества скокът в космоса.

За да изпробват новия профил на полета, инженерите планират да полетят с пълномащабна космическа капсула „Меркурий“ (фабричен образец № 2) с ракета-носител „Редстоун“ (обозначена с MR-1) и пълномащабна аварийна кула. Планът беше тази комбинация от оборудване да се използва за тестване на системата за автоматично насочване и кацане на космическия кораб, както и на наземната инфраструктура за изстрелване, спасяване и проследяване. Освен това те искаха да изпробват и работата на системата за откриване на прекъсване (системата беше конфигурирана да открива и докладва на системата за управление ситуация на прекъсване, но не и да предизвиква самото прекъсване).

Първоначално изстрелването е насрочено за 7 ноември 1960 г., но е открита повреда в хелиевата система (налягането неочаквано спада до една четвърт от нормалната стойност), така че изстрелването трябва да се отложи, космическият кораб и топлинният щит да се демонтират от Редстоун, повредата да се отстрани (чрез подмяна на резервоарите и пренавиване на кабелите) и комплектът да се сглоби отново. Новото изстрелване е насрочено за 21 ноември 1960 г. За първи път контролният център на „Меркурий“ е използван за управление на полета.

Изстрелването се състоя в 9:00 ч. местно време (14:00 ч. UTC) от стартовата площадка LC-5. Изненаданите контрольори видяха през перископа на новия контролен център, че ракетата изрева, после изведнъж ревът спря, ракетата се подръпна, после се установи на опашната си плоскост и на стартовата площадка настъпи тишина. Веднага след това спасителната ракета се запалва и отлита, но оставя космическата капсула на върха на ракетата. Три секунди след излитането на ракетата-спасител парашутът на капсулата се разгръща и покрива капсулата, като се разгъва наполовина. Ситуацията стана доста опасна поради неизправността на системата: напълно заредената ракета стоеше на стартовата площадка без никакви предпазни средства, разчитайки единствено на гравитацията, а парашутът висеше отстрани на целия комплект и заплашваше да се преобърне при малък порив на вятъра.

Неуспехът в крайна сметка влезе в докладите като „полет на четири инча“ (други обобщават събитието като „изстреляхме само спасителната ракета“). Първо, командването избра сред няколко варианта да изчака, докато батериите, необходими за захранване на системите на ракетата, се изтощят, за да може течният кислород бавно да изкипи и да се приближи до взривоопасната ракета. Започналото отстраняване на неизправностите скоро разкри причината за проблема: по време на изстрелването различни кабелни съединители са били изключени от ракетата в различна последователност, а грешен кабел (по-къс кабел от друг тип Redstone) е бил изваден от ракетата в грешен ред, така че двигателят е отчел това като команда за изключване и е спрял процеса на изстрелване много преди да е завършил. След като грешката беше установена, беше решено тестът да се повтори.

По-малко от месец след неуспешния опит НАСА е готова да направи нов космически скок. Полетът на Меркурий-Редстоун-1А е пълно повторение на неуспешния опит от 19 ноември. Космическият кораб е същият (фабричен номер № 2) като този, който е демонтиран от MR-1, а ракетата, използвана за сглобяването, е MRLV-3. Целта на полета остава същата: да се провери работоспособността на системата за автоматично насочване и кацане и на системата за прекъсване на полета, като се използват действащите космическа капсула, ракета и спасителна кула.

Изстрелването се състои на 19 декември 1960 г., когато ракетата „Редстоун“ излита от стартовата площадка LC-5 на Кейп Канаверал в 11:15 ч. (16:15 UTC), двигателят работи 143 секунди и накрая космическият кораб е издигнат на височина 210 км и се приземява в Атлантическия океан на 378 км от мястото на изстрелването. Максималната скорост в края на полета е 7900 км

След успешната мисия „Меркурий-Редстоун-1А“ НАСА незабавно преминава към космически полети с ракета „Редстоун“, тъй като тя предлага най-бързия начин САЩ да изпреварят Съветския съюз. Следващата стъпка беше да се направи пълноценен космически скок с напълно оборудван космически кораб, но първо с маймуна на борда, нещо като генерална репетиция преди полета на човек, за да може да се проучи въздействието върху живите организми. Целите на Mercury-Redstone-2 бяха определени по съответния начин. Вместо маймуните резус, които вече са били използвани в експериментите с Малкия Джо, за полета е избрано шимпанзе – примат с по-човекоподобно телосложение. Във военновъздушната база „Холоман“ вече е създадена колония от 40 маймуни за експериментите и една от тях е избрана за полета. Избраната маймуна е родена в Камерун през 1956 г. и е прехвърлена в Америка през 1959 г., а за експеримента оригиналният Чанг („инвентарният номер“ е променен от 65 на Хам. Хам няма първоначалното значение на английски език на „ham“, а е акроним, съставен от инициалите на Медицинския център за аерокосмически изследвания „Holloman“, който провежда експеримента. Новото за Хам в сравнение с предишния полет беше необходимостта да се разработят тестове, които да проверят не само жизнените функции, но и реакцията на организма към безтегловността и последиците от космическия полет. Най-важният от тези тестове е да се подложи животното на различни звукови и

Двадесет ветеринарни лекари и гледачи, заедно с шест от най-добрите животни, подбрани в база „Холоман“, са прехвърлени в Кейп Канаверал на 2 януари 1961 г., където им е отредено отделно отделение. Новото място първо започна период на аклиматизация, тъй като маймуните бяха преместени от надморската височина на Холоман от около 1500 метра до морското равнище, така че измерените стойности на здравето на маймуните се промениха по обективни причини. След това животните бяха разделени на две отделни групи, в които членовете на двете групи не можеха да влизат в контакт, като по този начин се предотврати евентуално инфекциозно заболяване, което да обхване всички кандидати едновременно. В периода преди изстрелването шимпанзетата ежедневно практикуваха задачите, които бяха научили в базата „Холоман“, само че този път светлинните и звуковите сигнали и реагиращите ръце бяха включени в модел на кабината на „Меркурий“ в реален размер, за да могат животните да свикнат с новата „работна среда“. В деня преди изстрелването член на работната група по космическите изследвания и ветеринарен лекар от холандския екип прегледаха животните и избраха най-подходящия кандидат – Хам. На шимпанзето, назначено за полета, е назначено и резервно, женско на име Мини. Процесът на излитане на двата избрани екземпляра започна 19 часа преди планираното изстрелване, когато те бяха снабдени с биосензори за измерване на жизнените им показатели и бяха нахранени с храна. Седем часа и половина преди старта беше извършен последният медицински преглед. Четири часа преди излитането двете животни са поставени в специално проектирани за полета седалки под налягане и са отведени до стартовата площадка.

Изстрелването на Меркурий-Редстоун-2 се извършва на 31 януари 1961 г. в 11:55 ч. (16:55 UTC) след поредица от отлагания на изстрелването поради проблеми (асансьорът на стартовата площадка се задръства, твърде много хора присъстват ненужно в обстановката на стартовата площадка, една система се установява за 20 минути по-дълго и капакът на един от съединителите на ракетата се заклещва). Пътуването на шимпанзето далеч не е било безпроблемно. Една минута след изстрелването телеметричните данни откриват отклонение от траекторията с 1 градус, което се увеличава. Ускорението продължи 137 секунди, след което автоматичният двигател на ракетата се изключи, както беше програмирано. Спасителната ракета отчита изключването на двигателя като повреда, но вместо да се изключи, тя се запалва и продължава да издига капсулата. Повредата на спасителната ракета ускорява космическия кораб прекалено много, като превишава планираното разстояние от около 7081 км.

Въпреки трудностите маймуната се справи отлично. Както и при наземното обучение, той трябваше да дърпа лостове по различни сигнали и пропусна само два пъти от 50 пъти (отново наказан с малък електрошок). При кацането на контролата стана ясен още един проблем. Повредата е настъпила по време на отделянето на ракетата и фалшивото изстрелване на спасителната ракета, като спирачните ракети, използвани за окончателното определяне на траекторията при кацане (които са били обединени в „пакет“ и прикрепени към дъното на кабината за лесно отделяне в края на спирането), са се отделили преждевременно. Следователно спирачната маневра не се извършва в горната част на траекторията. След това капсулата се върна в атмосферата и поради многобройните промени в траекторията Хам беше подложен на 14,7 G при максимално забавяне. Проблемите не напускат космическия кораб при спускане. След 16 минути и 39 секунди полет „Хам“ падна в Атлантическия океан на 679 километра от мястото на изстрелване и на 90 километра от най-близкия чакащ кораб – разрушителя USS Ellison. По време на кацането кабината е повредена, топлинният щит е откъснат и има теч, така че в кабината започва да се излива вода, която заплашва да я потопи. Самолет P2V за търсене и спасяване, изпратен да следи кацането и да определи местоположението на кабината във водата, открива кабината на Mercury, обърната с главата надолу във водата 27 минути след кацането. След това командването нареди на ВМС да наредят на хеликоптерите ранно спасяване, тъй като изваждането на лодката щеше да отнеме поне 2 часа. Най-близкият хеликоптероносач, USS Donner, изпраща хеликоптер за търсене и спасяване, който в крайна сметка изважда потъващата космическа капсула. По оценки на пилотите до момента на изваждането на кабината в нея са се събрали около 360 литра вода. В допълнение към повредите по стената на кабината, вода е навлязла в кабината и през клапан (същият клапан, през който въздухът е излязъл по време на началната фаза на полета и е останал отворен). След изваждането хеликоптерът транспортира кабината до USS Donner и вратата е отворена на борда. Морските пехотинци откриха Хам, пристегнат с колани на седалката, жив и здрав. На животното, което беше в добро състояние, бяха дадени ябълка и портокал от камбуза, които то изяде с удоволствие.

Мисията на Хам не беше категорично успешна, така че се наложи да се направят промени в ракетата и да се тества нейната функционалност по време на друг изпитателен полет преди пилотиран космически полет.

Междувременно се постига напредък и в другия клон на експеримента – орбиталните полети. Ключът е да се направи ракетата „Атлас“ космически подходяща за програмата „Меркурий“, която се проваля грандиозно с „Меркурий-Атлас-1“. По време на разследването на инцидента подозренията бяха насочени към конструкцията на ракетата като възможен източник на повреда. Атлас е т.нар. керосин-кислородна ракета (т.е. използваща керосин RP-1 като гориво и втечнен кислород като окислител), чието първо успешно изстрелване е на 17 декември 1957 г. като военна балистична ракета. Философията на проектиране на конструкцията е доста уникална, инженерите използват така наречения метод на „газовия балон“: резервоарите на космическия кораб са изработени от неръждаема стомана, по-тънка от хартия, и са напълнени със скоростта на евакуацията им с хелиев газ под налягане 170-413 kPA, което осигурява структурна здравина на цялата ракета. Според изпитателите ракетата се взривява или разпада поради недостатъчна здравина на конструкцията, така че следващата ракета „Атлас“ получава стоманена лента (известна като спирачка за свързване или колан на жаргона на астронавтите) като подсилване, за да компенсира структурната слабост на „тънкостенната“ версия. Първоначално ремъкът е тестван в лаборатория и аеродинамичен тунел и е намерен за подходящ, но се водят дълги спорове между Оперативната група за космоса, Военновъздушните сили и Convair дали това е подходящо решение. В крайна сметка мнението на мнозинството от STG и Convair препоръчва на Джеймс Уеб, новия ръководител на НАСА, да разреши полета (Уеб, като ръководител за няколко дни, поема риска да се противопостави на Военновъздушните сили, които имат повече опит в управлението на ракетата и са против експеримента, и да понесе всички последствия от неуспеха върху себе си и НАСА).

Колкото и да е странно обаче, инженерите не са посочили орбитален тест, а само суборбитален, като предпазна мярка, ракетата по същество е трябвало само да ускори капсулата „Меркурий“ до автоматичен скок в космоса. Решението на Уеб беше взето и ракетата, ракетата с екипаж и спасителната ракета бяха бързо сглобени и готови за изстрелване. На 21 февруари 1961 г. в 9:28 ч. (14:28 ч. UTC) космическият апарат е изстрелян безпроблемно под наблюдението на контрольори от местния контролен център. Няколко души едва не се осмелиха да дишат по време на изстрелването и се чуха въздишки на облекчение, когато след 1 минута полет ракетата и космическият кораб преминаха зоната на максимално Q и продължиха да се ускоряват по план. Телеметрията последователно показваше изключването на ракетата-носител, отделянето на космическия кораб от ракетата, отделянето от спасителната кула, преобръщането на космическия кораб към спирачното запалване, извършената спирачна маневра и накрая отделянето на спирачния пакет. В този момент радиовръзката е загубена поради разстоянието, но скоро отпътуващият USS Greene съобщава, че приема сигнали от връщащата се капсула и ракета и че наблюдава визуално повторното влизане в атмосферата. В зоната за кацане (елипса с диаметър 20×40 мили с грешки) USS Donner очакваше пристигането на космическия кораб. Ескадреният миноносец забеляза космическия кораб и изпратените спасителни хеликоптери качиха Меркурий на борда в рамките на 24 минути. Експериментът беше напълно успешен.

Инженерите смятат, че е жизненоважно да се провери поведението на системата на космическия кораб в диапазона на максималното динамично налягане (max Q), и очакват да постигнат напредък в тази област, като повторят неуспешния полет на Little Joe 5 (въпреки че вече са налични данни от тестовете на Mercury-Atlas). Ето защо се целеше повторение на LJ-5, особено с оглед на факта, че опитът с ляв край не успя да установи ясно причината за повредата.

На 18 март 1961 г., в 11:49 ч. (16:49 ч. UTC), от остров Уолъп е изстреляна ракетата Little Joe 5, но този път всичко не е наред. Само 20 секунди след изстрелването и 14 секунди преди изтичането на крайния срок спасителната ракета се активира отново, космическият кораб се отдели от ракетата и почти се удари в нея, след което се спусна в океана на парашута. Накрая капсулата се приземи на 28 километра от определената точка за кацане с леко повреден парашут. Според анализа, извършен след полета, динамичното налягане (съпротивлението) е упражнило такава сила на структурна деформация върху конструкцията на космическия кораб, че усукването на фюзелажа и движението на корпуса напред-назад в крайна сметка е замърсило електрониката, която е дала фалшива команда за прекъсване на полета. Експериментът отново се оказа неуспешен или поне частично успешен.

Пътуването на Хам не е категорично успешно, дотолкова, че полетът на Алън Шепърд с „Меркурий-Редстоун-3“ не следва, но Вернер фон Браун, директор на Центъра за космически полети „Маршал“ на НАСА, е принуден да направи промени в ракетата и да провери функционалността на промените при друг изпитателен полет. Междувременно между конструктора на ракетата и шефа на пресслужбата възникват спорове относно начина, по който да се представят на обществеността проблемите с безопасността на първия американски астронавт. Политиката на НАСА в областта на комуникацията беше, че никой астронавт няма да бъде допуснат в космоса, докато не се гарантира на 100%, че хардуерът е надежден за безопасното завръщане на пътника, докато фон Браун заяви, че рискът е риск, който трябва да се приеме, че той определено съществува и че е по-голям от този да караш кола по американските пътища, но със сигурност не е по-голям от този на пилотите на совалки, от които произхождаха кандидатите. Последният полет дори не е получил сериен номер, а е получил непланираното обозначение Mercury-Redstone-BD (или Booster Development). Редстоун е бил сменен на общо седем места. Една от модификациите е да се предотврати твърде бързото ускоряване на ракетата, което е постигнато чрез промяна на малък сервоклапан, за да може в парния генератор, който задвижва горивните помпи, да постъпва по-малко количество водороден пероксид, като по този начин се намалява мощността на помпите. Модифициран е и така нареченият редуктор на тягата – компонент, който контролира количеството гориво, преминаващо през двигателя, и който също е предназначен да предотврати прекомерното ускорение. Друг източник на проблеми бяха вибрациите на горната част на ракетата, причинени от въздушните сили, затова бяха монтирани четири укрепващи елементи и беше променена изолацията на стената на ракетата (бяха монтирани 65 сензора за проверка на ефектите). Бяха монтирани още пет прекъсвача, за да може двигателят да бъде изключен възможно най-точно, преди да свърши окислителят.

Изстрелването също така даде възможност на наземния екипаж да се упражнява в реални условия, с които по-късно ще се сблъска при изстрелването на космически ракети с хора. В деня на изстрелването на 300 метра от площадката за изстрелване е паркиран брониран автомобил М113, в който екипажът – включително „майсторът на огъня“, който контролира изстрелването – заема местата си и чака костеливия летец да си свърши работата в шума на изстрелването. Друго превозно средство – празен камион, покрит с азбест – беше паркирано на 20 метра от дефлектора на газовата струя на ракетата, като по този начин беше симулирана позицията на подвижната спасителна кула. По време на подготовката за изстрелване възниква малък проблем, при който температурата на горивото се повишава почти до точката на кипене и от ракетата се излива малко течност. Процесът на зареждане с гориво се контролираше от компютър, който трябваше да се регулира, за да се реши проблемът.

На 24 март 1961 г., в 12:30 ч. местно време (17:30 ч. UTC), ракетата е изстреляна. Ракетата се издигна, както беше планирано, въпреки че скоростта в края на изстрелването беше 26,7 m

След първия успешен тест на ракетата „Атлас“ започна подготовката за следващия тест. Вече е сигурно, че за това изпитание ще бъде използвана подобрената серийна ракета D-100 с кабина Mercury № 8. Подобрението се състои в замяна на страничната стена на ракетата с по-дебел материал, който обещава по-голяма структурна стабилност, за да се избегне разбиването на „Меркурий-Атлас-1“ по тази причина. Първоначалният план е „Атлас“ да изведе капсулата „Меркурий“ на балистичен полет с дълга траектория над Атлантическия океан (2000-2500 км вместо 400-500 км при космическия скок „Меркурий-Редстоун“), но след полета на Гагарин планът за полета е изцяло преработен и вече е планиран орбитален полет с едно завъртане. Освен това в космическия кораб беше монтиран „робот“, който освен че получаваше различни инструменти, можеше да имитира дишане с помощта на специална помпена система, за да измерва натоварванията по време на полет, като по този начин тестваше системата за поддържане на живота. Според план Б, ако ракетата „Атлас“ не беше достигнала необходимата скорост, полетът можеше да бъде прекъснат навсякъде над Атлантическия океан и да се превърне в мисия, която да е поне толкова близка до първоначално планирания суборбитален полет.

Меркурий-Атлас-3 е изстрелян на 25 април 1961 г. в 11:15 ч. местно време (15:15 ч. UTC) без големи закъснения, но поради повреда в системата за управление – космическият кораб лети право нагоре и не се фиксира на орбитата си – се налага да се самоунищожи на 43-ата секунда от полета. Единственото функциониращо устройство беше спасителната ракета, която автоматично отдели Меркурий преди експлозията на „Атлас“, за да може по-късно да се спусне в океана. Два месеца по-късно на мястото на катастрофата е открита част от останките на „Атлас“, включително неговата система за управление, дълбоко забита в калта, което позволява да се установи причината за повредата.

На остров Уолъп тече подготовка за седмото изстрелване на „Литъл Джо“, тъй като се смята за абсолютно необходимо да се извършат неуспешните тестове на LJ-5 и LJ-5A. За тази цел те използват кабина номер 14 на „Меркурий“, която този път е натоварена с още повече инструменти. Първоначалният план предвиждаше ракетата да се изкачи по стръмна траектория до 15 000 м, където да се отдели от космическия кораб, да се отдели спасителната кула, а парашутът да се изхвърли от корпуса на парашута и да започне приземяване. Максималната сила Q от около 5000 kg

На 28 април 1961 г., в 9:03 ч. (14:03 ч. UTC), е извършено излитането. Наблюдателите веднага забелязаха, че един от двигателите на „Кастор“ не е успял да се задейства, поради което стана ясно, че траекторията ще бъде много по-ниска. В крайна сметка ракетата изведе космическия кораб на височина само 4500 метра, докато силата, засечена по време на максималното Q, беше почти двойно по-голяма. Планираното прекъсване на полета става на 33-ата секунда. Космическият апарат най-накрая се приземи на 3,5 км от мястото на кацане и бе свален от спасителния хеликоптер без никакви проблеми. Като се има предвид конструкцията, която може да издържи два пъти по-голямо натоварване, експериментът е обявен за успешен, въпреки че траекторията е била напълно погрешна.

Неуспехът на „Меркурий-Атлас-3“ пренаписва изцяло плановете за следващия полет. Първоначалните планове включват повтаряне на предишния космически скок с маймуна на борда, но по-късно това е променено на робот-астронавт, заместващ маймуната, и полет с 3 обиколки на Земята, който трябва да бъде осъществен от НАСА през април 1961 г. След това, поради повредата на МА-3, а след това и поради поредица от забавяния в производството на Атлас, експериментът е отложен и планът на полета е променен. Освен това е взето необичайно решение за полета да се използва кабина № 9 на „Меркурий“: кабината № 8 на МА-3, която е паднала в морето, е извадена от морето, извършени са необходимите ремонти и замени и тя е построена на върха на ракетата „Атлас“. Впоследствие в производствения цех са открити фабрично дефектни транзистори, за които има подозрение, че може да са били използвани в „Атлас“ и дори в космическия кораб, затова вече сглобеният космически модул е върнат в хангара и отново разглобен. След това НАСА нарежда да се извърши възможно най-щателна проверка, тъй като САЩ едва ли може да си позволи да закъснее в космическата надпревара – особено след постиженията на Гагарин и Титов – а още по-малко да се провали. Датата на изстрелване също беше отложена за дълго време заради проверки, докато настъпи сезонът на ураганите, и подготовката трябваше да бъде спряна два пъти заради ураганите.

Новите планове предвиждаха „Меркурий-Атлас-4“ да лети орбитално, не суборбитално, а орбитално, само с една обиколка около Земята. През това време можеше да се наблюдава поведението на ракетата и космическия кораб по време на целия процес на изстрелване (и на ракетата в продължение на още три дни, докато естественото забавяне я върне в атмосферата). По същество всичко (ускорение, отделяне на ракетата, спиране, връщане в атмосферата) беше много подобно на космическите скокове, но в по-голям мащаб, с по-голямо натоварване на конструкцията, по-висок топлинен щит и по-голяма площ, която трябваше да бъде покрита от екипите за търсене и спасяване, разположени в морето.

Накрая, на 13 септември 1961 г., е изстрелян четвъртият космически кораб „Меркурий-Атлас“, който успешно обикаля около Земята. Най-големият въпрос след изстрелването беше дали структурното укрепване, осигурено от удебелената странична стена, ще бъде достатъчно за ракетата. Въпреки че уредите измериха силни вибрации през първите няколко секунди, ракетата издържа добре както на това натоварване, така и на последващите максимални динамични вибрации (максималното вибрационно натоварване, наречено max Q, което се променя в зависимост от плътността и скоростта на въздуха). Космическият апарат не постигна или преизпълни някои параметри на полета и в крайна сметка се установи в малко по-различна, но задоволителна орбита около Земята. По време на орбитата единствената наблюдавана аномалия е в системата за снабдяване с кислород, в която газът, необходим за поддържане на астронавта, свършва много по-бързо от планираното (очевидно поради малък теч в отсъствието на потребител). Другите системи работят задоволително. В края на единичната орбита, в района на Хаваите, системата за управление забави космическия апарат с помощта на ракети за забавяне и капсулата започна повторното си навлизане в атмосферата. След 1 час 49 минути и 20 секунди полет тя се приземи на 176 километра от Бермудските острови, където беше взета на борда от разрушителя USS Decatur. Полетът беше успешен, като последвалият анализ оцени всички операции като задоволителни.

Mercury-Scout-1 е отделен експеримент на НАСА, който не цели да оцени възможностите и пригодността на апаратурата на Меркурий, а да тества наземната мрежа за радиопроследяване за по-късни полети. По време на програмата „Меркурий“ все още не съществуват геостационарни комуникационни спътници, така че радиокомуникациите с космическите апарати в орбита около Земята се осъществяват от наземни радиостанции и кораби, патрулиращи в моретата по очакваната траектория на по-късен пилотиран космически кораб. Принципът се състои в това, че когато космическият кораб се доближи на няколкостотин километра от приемна станция, контактът се установява чрез късовълнови (RH), свръхкъсовълнови (URH) или свръхвисокочестотни (UHF) радиодиапазони и радарни сигнали в C- и S-диапазоните. Извън обсега на наземните приемни станции космическият кораб летя без контакт със земята. Самите станции бяха свързани с контролния център на НАСА чрез наземни и подводни кабели и дълговълнови радиовръзки.

Планът беше да се използва модифицирана ракета Скаут за изстрелване на миниатюрен комуникационен спътник, който да симулира космическия кораб „Меркурий“. 67,5-килограмовият сателит MS-1 имаше формата на квадратна кутия, съдържаща два командни приемника, два минифара за позициониране, два телеметрични фара, радарни транспондери и антени в S- и C-обхвата; инструментите се захранваха от батерия с капацитет 1500 вата. Първият опит за изстрелване на Mercury-Scout-1 е направен на 31 октомври 1961 г., но двигателят на ракетата не успява да се запали. Екипажът провери кабелите на запалването и насрочи ново изстрелване за следващия ден. На 1 ноември 1961 г. в 10:32 UTC (15:32 ч.) е изстрелян тестовият апарат, но на 28-ата секунда от полета първата степен на ракетата започва да се разпада, а на 43-ата секунда управлението издава команда за самоунищожение. Аварията се дължи на неумението на техник, който е монтирал един от кабелните снопове на системата за управление по грешен начин. По-късно НАСА отменя тестовете на „Меркурий-Скаут“, тъй като други експериментални полети вече са успели да достигнат орбита около Земята и да изпробват системата за проследяване.

Поради ненадеждността на ракетата „Атлас“ – и въпреки закъснението – ръководството на НАСА решава, че преди да изстреля космически кораб с астронавт на борда, ще следва същия график, както при космическите скокове, и първо ще извърши изпитателен полет на шимпанзе. За тази цел те подготвят ракета „Атлас“ (Atlas 93-D) и космически кораб „Меркурий“ (№ 9) за полета и изпращат екип от пет маймуни и техните треньори, ветеринари, от военновъздушната база „Холоман“ до Кейп Канаверал. Маймуните бяха подложени на т.нар. цикъл от четири проблема, който симулираше работа в космоса и който по-късно те трябваше да изпълнят по време на космически полет. В него маймуните трябваше да издърпат два лоста с лявата или дясната си лапа в отговор на различни светлинни сигнали, като при грешен отговор получаваха слаб електрически шок. След това, след зелена светлина, след 20-секундно закъснение трябваше да се дръпне лост, след което на маймуната се даваше вода (ако времето е било грешно, не се даваше шок, но трябваше да се повтори, докато времето не стане правилно). На трето място, лостът трябваше да се дръпне точно 50 пъти, след което на маймуната се даваше парче банан. И накрая, при четвъртия тест на дисплея проблясват триъгълници, квадрати и кръгове (три в ред, два еднакви и един различен), а изследваното лице трябва да избере символа, който не се вписва в реда, като, разбира се, отново се наказва с електрически шок за грешка. От групата на петте маймуни лекарите накрая избират Енос, мъжкото шимпанзе (Енос означава „човек“ на иврит и гръцки, преди това шимпанзето е било известно само с регистрационния си номер – 81).

Меркурий-Атлас-5 излетя на 29 ноември 1961 г. и обиколи Земята нормално, като имаше само малки грешки в сензорите, които не повлияха значително на полета. Енос продължи упражненията, както беше обучен за горните четири проблемни цикъла. Във втората орбита обаче се появяват редица проблеми. Най-неприятното беше, че маймуната започна да получава токов удар, дори когато отговаряше правилно, така че тестът започна да дава фалшиви резултати, а когато маймуната в гнева си откъсна сензорите, измерващи жизнените показатели, събирането на медицински данни спря. По-сериозният проблем обаче беше повредата на една от дюзите за управление. Парче метален шрапнел в горивния тръбопровод предизвиква неизправност на дюзата, което води до отклонение на пространственото положение на космическия кораб от правилното. Автоматичната система коригира това от време на време с другите дюзи, но това води до изразходване на повече гориво от очакваното. Повредата заплашваше, че в края на планираната трета орбита горивото, което захранваше двигателите, ще се изчерпи и космическият кораб няма да може да се позиционира правилно за спиране и по този начин няма да може да бъде изведен от орбита по график. Затова в края на втората орбита Крис Крафт, ръководител на полета, реши да съкрати полета и да свали Енос. Кацането е напълно успешно, като Меркурий се приземява в Атлантическия океан след две обиколки и 3 часа, 20 минути и 59 секунди полет край остров Бермуда. Оценките след полета признават полета за успешен и проправят пътя към орбитални полети на хора.

Човешки полети

След подготвителни безпилотни полети Меркурий-Редстоун-3 става първият опит на НАСА да изстреля американски астронавт в космоса. По-рано програмата се разгръща в орбитални и суборбитални космически скокове благодарение на новините за напредналите и успешни космически експерименти на Съветския съюз, а първият полет с човек в космическия кораб е планиран като космически скок. Американските амбиции бяха първият американски астронавт да бъде първият човек в космоса, но съветските инженери изпревариха НАСА и изстреляха Восток-1 с Юрий Гагарин на борда на 12 април 1961 г. и САЩ загубиха тази глава от космическата надпревара. Съветският полет само засилва натиска върху НАСА, като в отговор Джон Ф. Кенеди призовава САЩ да изпратят космическа совалка в космоса възможно най-скоро.

В резултат на специален процес на подбор – ръководителят на подбора на екипажа в НАСА Робърт Гилрут накара самите кандидати за астронавти да гласуват за това кой според тях е най-подходящ за историческия полет, освен самите тях – Алън Шепърд беше номиниран за полета.

Полетът е осъществен на 5 май 1961 г. Мисията на Шепърд е полет с продължителност около 15 минути, по време на който той трябва да пресече т.нар. линия на Кармине – теоретичната граница на космоса на височина 100 км, като същевременно наблюдава системите на космическия кораб и докладва оперативните му параметри. Освен това трябваше да следи реакциите на собственото си тяло, за да докаже, че полетът няма да доведе до непоносимо натоварване на човешкия организъм. Според полетния план изстрелването е било планирано за около 7:00 ч., но се е забавило с часове поради многократни отлагания на старта. Това е една от най-странните конструктивни грешки в историята на космическите полети. По време на подготовката за изстрелване, която в крайна сметка се удължава с почти 3 часа, астронавтът изпитва желание да уринира, което е последвано от дълга дискусия в контролната зала за това как да се справи с това (тъй като в скафандъра не е предвидена система за събиране на урина). Накрая, като най-малкото зло, контролът „позволи“ на астронавта да уринира.

И накрая, космическият апарат с радиосигнал Freedom 7 успешно стартира от Кейп Канаверал LC-5. Ракетата „Редстоун“ извежда космическия кораб „Меркурий“ в параболична орбита с максимална височина 187 км, с което Шепърд става първият американец, излязъл в космоса. Полетът продължава 14 минути и 49,41 секунди, докато Шепърд докладва за експлоатационните характеристики на космическия кораб, наблюдавайки повърхността на Земята. Единствената незначителна неизправност възникна при кацане: въпреки че ракетният пакет, използван за спиране, се отдели правилно, светлинният индикатор в кабината показваше друго. Космическият апарат се приземи успешно в Атлантическия океан североизточно от Бахамите и беше взет на борда от самолетоносача USS Lake Champlain.

След успеха на полета президентът Джон Ф. Кенеди има подходяща отправна точка за разширяване на американската космическа програма, като обявява програмата „Аполо“, което прави 20 дни по-късно пред Конгреса на САЩ. За постиженията си Алън Шепърд е награден от президента с медал за заслуги към НАСА, а медиите го превръщат в национален герой.

Меркурий-Редстоун-4 става вторият космически полет на НАСА, при който човек излиза в космоса. Основната цел на полета е да повтори пътуването на Алън Шепърд за шест седмици, за да демонстрира уверената си способност. Космическият кораб е модифициран по няколко начина, два от най-важните от които са монтирането на разглобяема врата на кабината и голям прозорец. Вратата можеше да ускори аварийното спасяване, като същевременно беше по-лека от алтернативата (по-сложен заключващ механизъм), а прозорецът беше както промяна във философията на дизайна, така и практическа точка за наблюдение. Преди това инженерите гледаха на астронавта като на пътник, а не като на водач на космическия кораб, и не се интересуваха от гледната му точка, но настойчивите действия на астронавтите промениха това схващане.

Полетът е възложен на астронавта Върджил „Гъс“ Грисъм (негов резервен пилот е Джон Глен). Полетът е трябвало да започне на 18 юли 1961 г., но поради неблагоприятни метеорологични условия изстрелването е отложено за следващия ден, а ден по-късно – за още два дни поради същите лоши условия. Накрая, на 21 юли 1961 г., условията са подходящи за изстрелването на „Грисъм“ в 7:20:36 ч. местно време (12:20:36 ч. UTC). Повикването на космическия кораб е Liberty Bell 7. Фазата на ускоряване продължи 142 секунди – времето, необходимо на ракетата „Редстоун“ да ускори космическия кораб, който беше на 2 км.

Задачите на Грисъм започнаха след спирането на задвижването, във фазата на нулева гравитация. Първо трябваше да извърши ръчни тестове за управление на космическия кораб, кимане, движение на вентилатора и въртене около оста (последното не беше извършено поради липса на време), последвано от минути наблюдение на земната повърхност. Астронавтът прекара около 5 минути в състояние на нулева гравитация и достигна максимална височина от 190 километра. След това бе задействана спирачна маневра, за да се насочи капсулата към определената точка за кацане. Космическият кораб преминава през атмосферата без особени проблеми, след което на височина 6300 метра се разгъва парашутът за разгъване, а на 3700 метра се разгъва основният парашут и Liberty Bell 7 се приземява безпроблемно в Атлантическия океан, североизточно от Бахамите. След кацането Грисъм започва да се подготвя за изтегляне със спасителен хеликоптер, но неочаквано новоразработената сгъваема врата на кабината се счупва и в кабината навлиза вода, която започва да потъва. Астронавтът беше евакуиран от капсулата и един от пристигналите хеликоптери започна да издига капсулата и Грисъм. Хеликоптерът, който вдигна капсулата, първо имаше проблем с налягането на маслото, а след това масата на наводнената капсула не можеше да бъде понесена от хеликоптера, който трябваше да освободи Liberty Bell 7, който потъна за няколко минути. Грисъм също се сблъсква с проблеми, като частта на скафандъра за врата не е достатъчно плътно уплътнена, за да задържи астронавта на повърхността, а лопатките на роторите на двата хеликоптера, които висят над него, така размахват водата около него, че той многократно е потопен и едва не се удавя. В крайна сметка той е спасен, но потъналата кабина отнася със себе си ценните данни, записани от записващите устройства за полетните данни. Един от най-важните въпроси е да се разбере защо вратата се е взривила и дали това решение може да се използва безопасно при бъдещи експедиции, но и кабината, и вратата потъват на дълбочина 4500 метра и може да се разчита само на разказа на Грисъм, който твърди, че вратата се е задействала случайно, без негово участие. Твърдението на астронавта е поставено под съмнение, особено с оглед на факта, че тестовият образец на вратата на кабината не е успял да предизвика случайна експлозия, значително превишаваща работните параметри, но Грисъм настоява, че вратата е била неизправна и тази версия в крайна сметка е приета като официална.

Кабината е лежала на дъното на океана в продължение на 38 години на дълбочина от около 4500 метра, когато компанията Oceaneering, ръководена от Кърт Нюпорт, първо я търси, а след това я изважда на повърхността с помощта на роботизирани подводници за дълбоководни изследвания в рамките на експедиция, спонсорирана от телевизионната мрежа Discovery Channel. Три предишни опита на Oceaneering да открие кабината с помощта на технология, разработена за извличане на останките от космическата совалка Challenger, и данни от НАСА се провалят през 1987, 1992 и 1993 г. По-късно Нюпорт убеждава телевизионната компания „Дискавъри ченъл“ да финансира отделна експедиция за търсене и извличане на космическия кораб и експедицията, която излиза в морето през втората половина на април 1999 г., открива относително непокътнатата „отломка“ на 1 май 1999 г. и я изважда на повърхността на 20 юли 1999 г. (30-годишнината от кацането на Луната). Капсулата е транспортирана до Центъра за космически изследвания в Канзас, където е изложена.

„Меркурий-Атлас-6“ е третият космически полет на човек в рамките на програмата и първият полет на САЩ, при който в орбита е изведен човешки космически кораб. Полетът се нарежда на трето място в историята на орбиталните полети, като е предшестван само от Юрий Гагарин и Герман Титов. За американската общественост това трето място също е неуспех, тъй като то не успява да „компенсира“ другото първо място на Гагарин в космическата надпревара, а 17-орбиталният еднодневен полет на Титков ефектно демонстрира размера на американското изоставане. За известно време единствената надежда, която остана в полезрението на обществеността, беше слабата надежда за обиколка на Земята от американски космически кораб през 1961 г., но тази надежда беше попарена, тъй като подготовката за орбитален полет продължи да се бави. Ключът към полета – чисто новата ракета „Атлас“, единствената в САЩ, способна да ускори 1,5-2-тонен обект до първата му космическа скорост, беше изключително ненадеждна и тестовите полети бяха съпътствани от редица неуспехи, които попречиха на НАСА да разреши първия експеримент с хора. По време на поредицата от изпитателни полети „Меркурий-Атлас-1“ се взривява на 58-ата секунда от полета, вероятно поради структурна слабост на ракетата, а „Меркурий-Атлас-2“ компенсира неуспеха с успешен полет. Впоследствие структурно укрепената ракета „Атлас“ отново се проваля при полета „Меркурий-Атлас-3“, като се налага да бъде взривена дистанционно поради повреда в системата за насочване. „Меркурий-Атлас-4“ имаше по-голям късмет и с роботизирания космически кораб на борда капсулата „Меркурий“ завърши една обиколка около Земята.

НАСА решава, че поради ниската надеждност в програмата трябва да се включи още един изпитателен полет, преди да се допусне качването на човек на борда: използва се маймуна, за да се симулира полет на човек. По модела на „Меркурий-Редстоун-2“, когато шимпанзето Хам летеше и решаваше задачи, мъжко шимпанзе на име Енос беше обучено за сравнително сложна задача и изстреляно на 29 ноември 1961 г. на борда на „Меркурий-Атлас-5“. Тестът е успешен, въпреки че повреда в системата за управление означава, че космическият кораб трябва да бъде свален в края на втората орбита вместо на трите. Ръководството на НАСА номинира Джон Глен, който е бил резервен астронавт за двата космически скока и следователно е участвал в подготовката за два конкретни полета, за пилот на мисията (този път за резервен пилот е номиниран Скот Карпентър). Глен, възползвайки се от прерогативите си, избира повиквателния знак Friendship 7, като по този начин избира и името на космическия кораб.

След няколко отлагания изстрелването е осъществено на 20 февруари 1962 г. в 9:47:39 ч. (14:47:39 ч. UTC) по времето на Флорида. Този път „Атлас“ работи перфектно и космическият кораб е в елиптична орбита от 159×265 км, почти точно както е планирано. Задачите на Глен бяха да наблюдава инструментите, да наблюдава земната повърхност, да извършва различни движения на тялото и упражнения за визуално наблюдение, както и да управлява ръчно космическия кораб. По време на първата орбита космическият кораб работи перфектно, но в края на орбитата възниква малък проблем – една от дюзите на кормилото започва да се поврежда и Глен трябва да компенсира ръчно от време на време. Освен това в Австралия се наблюдава град Пърт и около космическия кораб над Тихия океан се появяват загадъчни искри (Глен ги нарича „светулки“) (едва много по-късно явлението е дешифрирано – това са ледени късове, образувани от откъсването на замръзналата кал по стените на космическия кораб под въздействието на слънчевата светлина, които ярко блестят на слънчевата светлина като искри). В края на първата орбита уредът показа, че топлинният щит не е във фиксирано положение и може да се откачи по време на спирането за влизане в атмосферата. От този момент нататък контролът работи за решаване на проблема.

Вторият и третият рунд бяха подобни на първия, с визуални наблюдения и ръчна компенсация на ефекта на отклонение от дефектната дюза. Непрекъснатото насочване в обратна посока обаче изразходва твърде много гориво и след известно време космическият апарат остава да се носи. В края на третата орбита беше време за кацане. Управлението инструктира Глен да не отделя т.нар. пакет за кацане (пакет от спирачни ракети, прикрепен с кожени ремъци към топлинния щит), а да го остави на място, докато топлината, генерирана от повторното влизане, не го изгори и отдели, като позволи на топлинния щит да остане прикрепен възможно най-дълго, след като въздушните сили успеят да го задържат на място. Решението проработи, Глен демонстрира безпроблемно кацане въпреки опасенията, че космическият кораб не успя да се стабилизира при кацане поради преждевременно изчерпване на горивото и „Приятелска връзка 7“ се разклати далеч извън рамките на проекта си. Накрая космическият кораб се приземи в Атлантическия океан близо до островите Търкс и Кайкос, на 64 километра от планираната точка на кацане, след полет с продължителност 4 часа, 55 минути и 23 секунди. Космическият апарат е взет на борда на разрушителя USS Noa.

След полета президентът Джон Ф. Кенеди награждава Глен с медал за особени заслуги.

„Меркурий-Атлас-7“ е четвъртият полет на НАСА с човек на борда и вторият полет на космическия кораб в околоземна орбита, при който са извършени три обиколки. С „Восток-1“, „Восток-2“ и „Меркурий-Атлас-6“ вече е било решено, че главата на космическата надпревара за изпращане на първия астронавт в космоса е решена в полза на Съветския съюз, но САЩ искат да продължат програмата, отчасти за да докажат, че първият американски орбитален полет не е случаен, и отчасти за да натрупат опит, необходим за достигане на най-високата точка в историята – Луната. Във всеки случай целта на полета е променена, тъй като астронавтът трябва да изпълнява повече научни задачи по време на трите орбити, за разлика от инженерните наблюдения и задачи, планирани за Глен. Новосформираният специален комитет по научните задачи и обучението за програмата „Човек в космоса“ планира пет нови задачи за астронавта: пускане на цветен балон от космическия кораб, който по време на полета лети привързан към Меркурий, наблюдение на поведението на течност в затворена бутилка при нулева гравитация, използване на светломер за наблюдение на светкавица на повърхността на Земята, правене на метеорологични снимки с ръчен фотоапарат и изследване на светенето на атмосферата. В допълнение към промените в задачите, космическият кораб също беше променен: за да се намали теглото, бяха премахнати някои устройства, които се оказаха ненужна свръхзащита или вече не предоставяха допълнителни данни в сравнение с предишните полети, а окабеляването на пакета за кацане беше променено, за да се избегне повторение на проблема, преживян по време на „Меркурий-Атлас-6“, когато по време на целия полет се смяташе, че топлинният щит на „Глен“ може да се откачи преждевременно и космическият кораб да изгори по време на влизането в атмосферата.

През март 1962 г. се появява неочаквано усложнение, свързано с личността на астронавта, на когото е възложен полетът. Следващият астронавт, номиниран за полета, е Деке Шлейтън, чието име е публично обявено от Робърт Гилрът на пресконференция на 29 ноември 1961 г. По-рано обаче Слайтън е диагностициран със сърдечно заболяване, наречено идиопатично камерно мъждене, което е било обект на разнопосочни медицински мнения, но в края на многоетапното изследване не е било счетено за пречка за дейността на астронавта. В началото на 1962 г. обаче шефът на НАСА Джеймс Уеб разпорежда ново разследване, което отново дава противоречиви медицински становища, но Уеб приема мнението на тричленна група от водещи американски медицински експерти, които смятат, че изстрелването на Слайтън в космоса е опасно, и на 15 март 1962 г. е взето решение за замяна на първоначално назначения астронавт. Интересното е, че той е заместен не от официално назначения си резерва Уоли Шира, а от бившия резерва на Глен – Скот Карпентър.

Космическият кораб, наречен от обитателя си Аврора 7, е изстрелян от стартова площадка 14 на Кейп Канаверал на 24 май 1962 г. в 7:45:16 ч. местно време (12:45:16 ч. UTC). Карпентър завършва три обиколки, като извършва предварително планирани експерименти и тества нов вид храна за астронавти. Няколко от експериментите се провалиха (облаците попречиха на наблюдението на леките ракети, изстреляни от повърхността, балонът в експеримента с балони не се наду правилно и въжето му се заплете на космическия кораб), а новата храна не беше изпитана добре, като се разпадна, което можеше да бъде източник на проблеми при нулева гравитация. Карпентър също има проблеми с управлението на космическия кораб. Като цяло времето, отделено за задачите, беше по-кратко от необходимото, което доведе до бързане от страна на астронавта, а това от своя страна доведе до грешки. Той активира ненужни режими на системата за управление и оставя системите да работят паралелно, като изразходват ненужно гориво. В резултат на това е изразходвано много повече гориво от планираното, което застрашава контрола по време на влизането в атмосферата.

Връщането се превърна в най-проблемната част от полета. Подготовката за влизане в атмосферата започва с правилното позициониране на космическия кораб (оперативният план изисква кабината да бъде настроена на 34 градуса), но Карпентър не прави това точно, така че двигателите не поставят „Меркурий“ на желаната параболична траектория, Освен това наблюдението на Карпентър на мистериозни светещи частици, които преди това е смятал за замръзнали отломки отстрани на космическия кораб, го е накарало да забави запалването на спирачното запалване, което допълнително е отклонило траекторията от планираната. Фазата на спиране в атмосферата е изпълнена без проблеми, но кацането е далеч от планираната точка. Карпентър се приземи в Атлантическия океан, недалеч от островите Търкс и Кайкос, но на 405 километра от очакваната точка на кацане. Радиовръзката с астронавта е загубена по време на последните етапи на кацането и пресата, която отразява кацането, се опасява, че астронавтът е изгубен. В 1 час и 7 минути след кацането е открит жабок, който е предаден на Карпентър, който междувременно е излязъл от космическия кораб с малък спасителен сал. По-късно на мястото на инцидента пристига хеликоптер, който извлича него и космическия кораб и качва астронавта на борда на кораба-майка USS Intrepid 4 часа и 15 минути след кацането.

След полета Карпентър е награден с медал за заслуги на НАСА, но поради грешки, открити по време на оценката на полета, впоследствие не е номиниран за друг полет.

„Меркурий-Атлас-8“ е петият полет на програмата „Меркурий“ с астронавт на борда. Това е и третият полет, при който космически кораб успешно е изведен в орбита около Земята. Полетът е известен и като „Сигма 7“, тъй като командирът на космическия кораб (възползвайки се от прерогативите си) го избира за свой радиопозитивен знак. Космическият кораб „Меркурий“ е изстрелян от стартова площадка 14 на Кейп Канаверал на 3 октомври 1962 г. с астронавта Уоли Шира, пилот от ВМС и член на „Оригиналната седморка“, на борда.

Полетът продължи 9 часа, 13 минути и 11 секунди, като завърши шест обиколки на Земята. Това е два пъти повече от предишните два полета на „Меркурий“, въпреки че първоначалният план беше за седем обиколки, но поради ограниченото количество наличен спасителен капацитет за разполагане в морето и последвалата оптимизация окончателният план на полета беше намален на шест обиколки. Космическият апарат летя в елиптична орбита с размери 285×153 км, като завършваше всяка обиколка за 89 минути.

За Шира НАСА разработва серия от операции, чиято основна цел е да се спести възможно най-много гориво при маневриране. За тази цел космическият кораб се движеше много без корекция (по думите на Шира – „режим на шимпанзе“), а когато астронавтът управляваше ръчно двигателите, основната цел беше да се постигне максимална икономичност на операциите. През по-голямата част от пътуването беше тествана системата за автоматично управление на космическия кораб. Междувременно астронавтът провеждаше навигационни експерименти, базирани на позициите на звездите. С изключение на някои първоначални проблеми с температурния контрол на скафандъра на Шира, операциите бяха перфектни, като космическият кораб изразходваше по-малко гориво за маневриране, отколкото при всеки друг предишен полет.

Полетът завършва с първото в историята кацане в Тихия океан (близо до линията на деня при островите Мидуей). Първата по-продължителна космическа мисия на САЩ е обявена и от анализа след кацането като първия полет на „Меркурий“, който е безупречен във всеки детайл. След кацането Шира получава медала на президента за отлична служба,

„Меркурий-Атлас-9“ е последният полет от програмата „Меркурий“ на 15 май 1963 г. За първи път НАСА премина еднодневния срок с полет, който в крайна сметка продължи 34 часа, 19 минути и 49 секунди и обиколи Земята 22 пъти. Пасажерът на борда на космическия кораб „Фейт 7“ беше Гордън Купър – последният астронавт от „Оригиналните седмици“, който все още не беше летял и нямаше здравословни проблеми – който беше решил редица проблеми и постигна образцов полет. Мисията е по-дълга от всички предишни полети до Меркурий, взети заедно.

Космическият кораб трябваше да претърпи малки промени в дизайна и модификациите на производителя McDonnell, за да отговори на изискванията за удължено време на полета. Първоначално НАСА е планирала полет от 18 орбити, но шест месеца преди изстрелването е взето решение космическият кораб и неговият пътник да бъдат изпратени на полет от 22 орбити. След това полетът е възложен на Гордън Купър (и Алън Шепърд като негов резервен пилот). Изстрелването най-накрая се състоя на 15 май 1962 г., след отложен опит за изстрелване на 14 май. Орбитата беше перфектна, след което последва научната програма – извеждане в орбита на наноспътник, наблюдение на светлинни източници върху него или в различни точки на Земята, радиационни измервания, медицински измервания и метеорологични снимки. Купър е и първият американец, на когото се налага да спи по време на полет, който не протича гладко поради вълнението от това да си астронавт.

Най-сложната част от полета настъпи около 19-ата орбита, когато някои от системите на космическия кораб започнаха да излизат от строя. В резултат на това Купър губи способността си да извършва автоматично контролирано влизане в атмосферата и се налага сам да извърши кацането с помощта на ръчно управление (ръчният метод е несравнимо по-малко прецизен от автоматичния, което създава опасна ситуация). Въпреки това Купър извършва перфектно кацане в Тихия океан в непосредствена близост до спасителните екипи, изпратени да го приберат.

Загубата на престиж на програмата „Меркурий“ е окончателно завършена, тъй като този полет представлява върхово постижение на програмата, докато Съветският съюз вече е изстрелял „Восток-3“ на 11 август 1962 г. и „Восток-4“ ден по-късно, които са извършили съответно 65 и 48 обиколки по време на едновременен полет – постижение, далеч по-ниско от това на космическия кораб и астронавтите на „Меркурий“.

За да се разбере програмата „Меркурий“ и да се оцени нейната ефективност, програмата „Восток“ е отправна точка. Докато президентът Айзенхауер обявява спътника за атракция на САЩ през Международната геофизична година, той също така поставя началото на странно състезание между американските и съветските високи технологии. Що се отнася до спътниците, Съветският съюз продължава да изстрелва важни космически устройства (първия спътник, първото живо същество, първата сонда, достигнала Луната, и т.н.), докато американците изостават от съветските постижения. Програмата „Меркурий“ е предназначена да промени това положение и получава конкурент в лицето на съветската програма „Восток“ (въпреки че програмата „Восток“ е подготвена в пълна тайна от Съветския съюз, нито името ѝ, нито очакваните резултати са оповестени публично).

Но в надпреварата за изпращане на първия човек в космоса американците отново губят, въпреки усилията на „Меркюри“. На 12 април 1961 г., когато подготовката за първия космически скок на „Меркурий“ е в разгара си, Съветският съюз изстрелва в орбита космическия кораб „Восток-1“ с първия космонавт в света Юрий Гагарин на борда. Пътуването на „Восток-1“ в една орбита също далеч надхвърля горната граница на възможностите на американските суборбитални космически полети и още при първия (обявен) опит Съветският съюз извършва орбитален полет. Американската цел за изпращане на първия човек в Космоса отново е загубена и преди обществеността да види какъвто и да е успех на екипа на „Меркурий“, Съветският съюз отново жъне триумфа на първите.

В отговор на полета на Гагарин, Съветският съюз с големи трудности осъществи скромните космически скокове на Алън Шепърд и след това на Гъс Грисъм, а на 6 август 1961 г. изстреля „Восток-2“ с Герман Титов на борда, който обикаля в космоса повече от едно денонощие. След това, между 11 и 15 август 1962 г., програмата „Меркурий“ получава нов удар от своя съперник, когато първо е изстрелян „Восток-3“, а малко след това и „Восток-4“, и Андриян Николаев и Павел Попович извършват първия в света едновременен космически полет, като двата космически кораба се намират на разстояние 5 км един от друг. Освен това двамата съветски космонавти прекарват 3 и 4 дни в космоса, подобрявайки значително космическия рекорд на Титов, докато програмата „Меркурий“ тогава е в третата си орбита, на няколко часа полет на Джон Глен и Скот Карпентър. На 15 май 1963 г. програмата „Меркурий“ достига своята кулминация с полета на Гордън Купър, който продължава в космоса ден и половина, но месец по-късно Съветският съюз предлага още по-голяма космическа сензация: през 1963 г. програмата „Меркурий“ е завършена от първите американски астронавти Скот Глен и Джон Ленърд. На 14 юни 1963 г. Съветският съюз изстрелва „Восток-5“ с Валерий Биковски на борда, което само по себе си не е голямо събитие, но два дни по-късно изстрелва „Восток-6“ с Валентина Тиершкова, първата жена космонавт в света. Двамата астронавти летяха в Космоса съответно 3 и 5 дни (3 дни едновременно), с което допълнително увеличиха рекорда за продължителност на космически полет.

С оглед на гореизложеното програмата „Меркурий“ не успява да постигне целта си и е напълно превъзхождана от съперника си – съветската програма „Восток“.

Меркурий-Атлас-10

По време на програмата не е имало предварително определени планове за полети, но по време на разпределението на ресурсите (производство и разпределение на ракети и космически кораби за конкретни полети) е бил предвиден и осми (или шести, ако разглеждаме само орбиталните полети) полет, обозначен като „Меркурий-Атлас-10“. Космическият кораб от серията 15 на производителя McDonnell е предназначен за полет с голяма продължителност – първоначално цял ден – който след необходимите модификации пристига в Кейп Канаверал на 16 ноември 1962 г. След полета на „Меркурий-Атлас-8“ се обмисля възможността да се извърши едновременен полет с помощта на „Меркурий-Атлас-10“ и неговата резервна капсула, обозначена като „Меркурий-Атлас-11“, като модел за едновременните полети на съветските кораби „Восток-3“ и „Восток-4“. Това обаче остава само идея и подготовката за полета продължава като еднодневна самостоятелна мисия. В началото на 1963 г. се появява идеята полетът да бъде удължен до три дни, пилотът е неофициално назован, ротацията между Оригиналните седмици ще започне отначало с Алън Шепърд, а неофициални източници наричат полета марка: Freedom 7 II.

До април 1963 г. обаче бъдещите планове за „Меркурий“ се променят и в съобщенията на НАСА все по-често се говори за „Меркурий-Атлас-9“ като за кулминация на програмата. На 11 май 1963 г. НАСА окончателно изключва възможността за нов полет. След това президентът Кенеди оставя въпроса на преценката на НАСА, която през лятото на 1963 г. решава да не хаби ресурси за друг полет, а да се съсредоточи върху програмите „Джемини“ и „Аполо“.

Програма Gemini

Първоначално, през 1961 г., когато програмата „Меркурий“ е все още в начален стадий, НАСА разглежда въпроса за продължаване на програмата и ръководството стига до заключението, че орбиталните полети с един човек трябва да бъдат продължени с космически кораб с двама души. В края на 1961 г. на работната група по космическите въпроси в рамките на НАСА е възложена задачата да разработи планове за космическите програми след „Меркурий“ (по-специално програмата „Аполо“, програмата за изстрелване на Луната) и да представлява НАСА пред производителите на космически апарати при проектирането на космически превозни средства. По този начин тази група постави теоретичните основи на последващите действия след Меркурий. Първоначалните планове са за по-нататъшно развитие на космическия кораб „Меркурий“: през работните години евентуалната нова програма се нарича „Меркурий с двама души“, „подобрен Меркурий“, „Меркурий Марк II“ или просто „Марк II“. Нуждите, очертани от лунните мисии, като например маневреността на космическите кораби, космическите срещи и скачването, обаче бяха толкова голяма промяна, че те се отдалечиха от техническите основи на „Меркурий“ и поставиха напълно нови основи, но, разбира се, използвайки опита, натрупан с „Меркурий“. Програмата получава ново име и ново техническо съдържание по предложение на Алекс П. Наги, заместник-директор на отдел „Информационни дейности“ на НАСА от унгарски произход. Програмата „Джемини“, като подготвителна програма, съпътстваща програмата „Аполо“, е обявена на 7 декември 1961 г. от Робърт Гилрут, ръководител на Оперативната група за космоса. След две години и половина планиране и подготовка „Джемини-1“ е изстрелян с безпилотен изпитателен полет на 8 април 1964 г.

Сайтове в чужбина

Източници

1. Mercury-program
2. Мъркюри (програма)
3. Dancsó, Béla. Holdséta. Novella Kiadó, 14. o. [2004]. Hozzáférés ideje: 2014. április 10.
4. A Szovjetunió Kommunista Pártjának 139/1955. augusztus 8 sz. határozata (orosz nyelven). SZKP. [2008. április 8-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2014. április 10.)
5. Dancsó, Béla. Holdséta. Novella Kiadó, 20. o. [2004]. Hozzáférés ideje: 2014. április 10.
6. Catchpole, John. Project Mercury – NASA’s First Manned Space Programme. Springer Books, 82. o. [2001]. Hozzáférés ideje: 2014. április 11.
7. ^ Designed in 1964 from Mercury Seven astronaut memorial
8. ^ The project was delayed by 22 months, counting from the beginning until the first orbital mission.[2] It had a dozen prime contractors, 75 major subcontractors, and about 7200 third-tier subcontractors.[2] The cost estimate made by NASA in 1969 was $392.6 million, broken down as follows: Spacecraft: $135.3 million, launch vehicles: $82.9 million, operations: $49.3 million, tracking operations and equipment: $71.9 million and facilities: $53.2 million.[3][4]
9. Mais D. Eisenhower repousse le projet de débarquement sur la Lune proposé par la NASA dès 1960 (Source J. Villain).
10. a b c d e f T. A. Heppenheimer: Podbój Kosmosu. Tajne epizody amerykańskich i radzieckich programów kosmicznych.. Warszawa: Wydawnictwo Amber Sp. z o.o., 1997, s. 190-193. ISBN 83-7169-852-6.
11. a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u Steve Whitfield: Mercury. Warszawa: Prószyński Media Sp. z o.o., s. 3-8, seria: Historia podboju Kosmosu. ISBN 978-83-7648-722-9.
12. a b c d e Andrzej Marks: Podbój Księzyca trwa. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1967, s. 312-313.
13. a b c d e f Bohdan Arct: Na progu kosmosu.. Warszawa: Nasza Księgarnia, 1965, s. 42-43.