Programa Mercury

gigatos | febrero 13, 2022

Resumen

El programa Mercury fue el primer programa espacial humano de Estados Unidos. El programa fue llevado a cabo por la NASA entre 1959 y 1963 e incluyó veinte vuelos de prueba automáticos con o sin seres humanos y seis vuelos con astronautas en el espacio. El objetivo principal del programa era poner un hombre en el espacio por primera vez en el mundo, y superar a la Unión Soviética en la carrera espacial. Los objetivos cambiaron más tarde, cuando los soviéticos tomaron la delantera con el programa Vostok y el presidente John F. Kennedy anunció el programa Apolo; a partir de entonces, el programa Mercury se diseñó para maximizar la experiencia espacial.

El programa comenzó en octubre de 1958, con el primer anuncio informal del inicio de los trabajos (todavía sólo dentro de la NASA) el 7 de octubre de 1958 por parte de T. Keith Glennan, Director de la recién creada Agencia Espacial, y el anuncio formal al público estadounidense el 17 de diciembre de 1958.

Inmediatamente después del anuncio interno del programa, se elaboraron los requisitos de los equipos, la infraestructura y los futuros astronautas, y se seleccionaron los proveedores del programa (en el modelo estadounidense, los equipos fueron diseñados y fabricados por empresas privadas mediante contrato). También se fijó el calendario de los vuelos de prueba. Se planificaron dos tipos principales de vuelo: suborbital y orbital. También se seleccionó el hardware para los dos tipos de vuelo espacial. Para ambos perfiles de vuelo se seleccionó la nave McDonnell Mercury, de reciente desarrollo, el cohete Redstone para los vuelos suborbitales y el cohete Atlas para los vuelos espaciales orbitales.

El objetivo principal del programa no se logró, ya que el primer astronauta del mundo fue Yuri Gagarin, a bordo de la Vostok-1 el 12 de abril de 1961 -por lo que la NASA no puso al primer hombre en el espacio-, por lo que Alan Shepard, lanzado el 5 de mayo en la Mercury-Redstone-3, no se convirtió en el primer hombre, sino en el primer estadounidense en ir al espacio. Posteriormente, el Mercury-Atlas-6 de John Glenn realizó el primer vuelo orbital (el primer «vuelo espacial real» en la mente del público) el 20 de febrero de 1962. Se realizaron tres vuelos más, que culminaron con el Mercury-Atlas-9 de Gordon Cooper el 15 de mayo de 1963.

Ya después del primer vuelo tripulado, el programa Mercury se transformó en un programa de experiencia espacial para preparar el alunizaje, que, una vez cumplidas sus tareas, continuó en el programa Gemini.

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La carrera espacial y la Guerra Fría

Tras la Segunda Guerra Mundial, las antiguas potencias aliadas y los países de su entorno se unieron en dos bloques políticos, y surgió un enfrentamiento político y militar, la llamada Guerra Fría. Sin embargo, este enfrentamiento no podía resolverse por medios militares directos, en parte por el recuerdo de la devastación de la guerra y en parte por la amenaza de las armas nucleares, por lo que, además del armamento de fondo y la disuasión basada en él, y la intervención en guerras locales de menor escala, cada parte aprovechó todas las oportunidades para destacar el liderazgo y la superioridad de su país o bloque político. Entre estos ámbitos se encuentran los logros deportivos y científicos. Cuando la ciencia técnica alcanzó un grado de desarrollo en el que la consecución del espacio exterior dejó de ser una ficción (o ciencia ficción), Estados Unidos y la Unión Soviética anunciaron que serían los primeros en intentar llegar al espacio exterior. Con este paso, la exploración espacial ya se había convertido, antes de nacer, en una herramienta de la Guerra Fría.

El 29 de julio de 1955, el presidente estadounidense Dwight D. Eisenhower anunció a través de su portavoz que su país lanzaría un satélite en el marco del Año Geofísico Internacional. En la Unión Soviética, como respuesta, el 8 de agosto de 1955 el Presidium del Comité Central de la URSS emitió una decisión secreta para comenzar a desarrollar satélites. Así comenzó la carrera espacial.

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«Crisis del Sputnik»

El Año Geofísico Internacional se extendió del 1 de julio de 1957 al 31 de diciembre de 1958, y Estados Unidos se preparaba para cumplir la proclamación del Presidente de lanzar el primer satélite del mundo con el programa Vanguard. Sin embargo, la Unión Soviética lanzó inesperadamente el Sputnik-1, el primer instrumento espacial del mundo, el 4 de octubre de 1957, sin ningún anuncio oficial previo, adelantándose a los intentos estadounidenses. En Estados Unidos se interpretó casi como una declaración de guerra (el verdadero mensaje de los soviéticos al poner el satélite en órbita era que si podíamos poner un objeto alrededor de la Tierra, podíamos llegar a cualquier punto de la Tierra, podíamos bombardear cualquier punto de la Tierra).

La opinión pública estadounidense consideró el vuelo de los satélites soviéticos como una derrota similar al ataque de Pearl Harbor, y la prensa exigió una represalia inmediata por parte del gobierno. Para colmo de males del gobierno estadounidense, el lanzamiento de la sonda Vanguard, que pretendía ser el primer satélite del mundo, terminó en un espectacular fracaso (el cohete explotó en la plataforma de lanzamiento) durante una emisión de la televisión pública. El Presidente Eisenhower (que hasta entonces no había mostrado ningún interés por la exploración espacial, ni como logro científico ni como instrumento de propaganda política), convirtió la conquista del espacio en una prioridad nacional tras el fracaso.

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La creación de la NASA

El 1 de octubre de 1958, el Presidente Dwight Eisenhower creó por decreto la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, con el objetivo de concentrar los desarrollos espaciales, hasta entonces fragmentados y a veces paralelos, y permitir a Estados Unidos responder lo más rápidamente posible a los avances soviéticos. El objetivo que se marcó la NASA desde el momento de su fundación era superar a la Unión Soviética siendo los primeros en lanzar medios espaciales más avanzados de la Unión Soviética y también superar a su rival poniendo un hombre en el espacio.

Anteriormente, Estados Unidos contaba con una agencia gubernamental para el desarrollo de la aeronáutica, incluidos los vuelos de alta velocidad y la cohetería, y desde noviembre de 1957 para la investigación de los vuelos espaciales, la NACA, que había sido la columna vertebral de la NASA cuando se fundó, pero la nueva organización incorporó también los resultados de las investigaciones, el personal y los equipos, así como los recursos presupuestarios, de los experimentos realizados por el ejército, la marina y los talleres universitarios. La sección de vuelos espaciales de la NACA era el Comité Especial de Tecnología Espacial, también conocido como Comité Stever, en honor a su presidente, con nombres como Wernher von Braun, más tarde diseñador del cohete lunar, Robert Gilruth, más tarde director de la sección de vuelos espaciales tripulados de la NASA, y Abe Silverstein, creador del sistema de propulsión de hidrógeno-oxígeno. Este grupo de expertos se considera el núcleo de la nueva sección espacial de la agencia.

Se necesitaba una nueva organización porque la tecnología necesaria para llegar al espacio exterior era una tecnología militar de alto secreto que no podía revelarse abiertamente al público, y por tanto se necesitaba una organización estatal civil que pudiera demostrar la capacidad militar sin revelar su naturaleza militar. La creación de la agencia espacial, con la NACA y otros programas militares como precursores, puede considerarse un proceso más que un nuevo comienzo, ya que las principales tareas y la asignación de recursos humanos y materiales ya se habían definido entre la entrada en vigor de la Ley Nacional de Aeronáutica y del Espacio en julio de 1958 y el inicio oficial de las operaciones el 1 de octubre de 1958.

Cuando se fundó la NASA, el Explorer-1 (y un poco más tarde el Vanguard-1) habían logrado superar el reto del Sputnik-1 y el Sputnik-2, y el siguiente paso lógico era poner un hombre en el espacio. Ya se estaba trabajando en la NACA y en otras organizaciones militares sobre la base teórica de esto, y al poner en común e integrar la experiencia y los materiales de trabajo y los recursos financieros, estos materiales de trabajo separados se forjaron muy rápidamente en un solo concepto.

Uno de los proyectos más significativos de los que se fusionaron en la nueva agencia espacial fue el proyecto Man in Space Soonest de la Fuerza Aérea, cuyo objetivo era poner a un hombre en el espacio, pero hasta su fusión en la NASA, en la mayoría de las áreas (por ejemplo, el concepto de una posible nave espacial, o los posibles perfiles de vuelo) sólo se llegó a hipótesis por parte de los ingenieros de la Fuerza Aérea y la NACA. Lo que más se avanzó fue la definición de los requisitos para el astronauta, hasta el punto de que se seleccionaron ocho candidatos para futuros vuelos:

Más tarde, la selección de estos candidatos se anuló y se reclutaron nuevos candidatos a astronautas según un nuevo criterio y sistema de selección, pero la iniciativa «El hombre en el espacio más pronto» proporcionó una buena base para el programa Mercury. (Curiosamente, sólo dos de los ocho candidatos seleccionados acabaron yendo al espacio: Neil Armstrong como comandante de Gemini-8 y Apolo-11, y Joseph Walker durante los vuelos suborbitales del programa X-15).

Aunque pueda parecer que la mayoría de las iniciativas relacionadas con el espacio (como el Man-in-space-soonest, los programas de la agencia ARPA o el X-15) se originaron fuera de la NACA, esto se debe más al hecho de que los militares y sus agencias relacionadas llevaban ellos mismos el presupuesto y la organización de los proyectos, por lo que sus programas estaban documentados, tenían nombre, etc. Al mismo tiempo, también se realizaban importantes esfuerzos dentro de la NACA, con investigaciones en el Centro Espacial Langley sobre vehículos sin alas a gran altitud (naves espaciales), pero la mayor parte de ellas eran investigaciones básicas, no destinadas a un vuelo espacial concreto, sino a sentar las bases de las posibilidades técnicas. Por lo tanto, más tarde, Langley se convirtió en el punto de partida para la realización concreta de los vuelos espaciales tripulados sobre esta base de conocimientos.

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Concepto básico

El inicio del programa Mercury -como el inicio de la propia NASA- no fue un proyecto, sino un proceso existente que se llevó a cabo en la nueva organización y que luego se convirtió en un programa específico, al que se le dio un nombre y una organización. El núcleo del programa se remonta a agosto de 1958, cuando el director de la NACA, Hugh Dryden, y Robert Gilruth, subdirector del Laboratorio de Investigación de Vuelos de Langley (más tarde Centro Espacial de Langley), informaron al Congreso sobre el plan de lanzar al espacio una cápsula espacial para un solo hombre, con una solicitud de subvención de 30 millones de dólares. En septiembre, otra agencia gubernamental de defensa, ARPA, se unió al plan, aportando capacidad de desarrollo adicional. Esta colaboración sentó las bases del programa:

El lanzamiento del proyecto en sí fue espontáneo, más que planificado, como un proyecto: El 7 de octubre de 1958, Keith Glennan, recién nombrado jefe de la NASA, autorizó el diseño de vuelos tripulados en una reunión de algunos de sus colegas ingenieros. El puñado de ingenieros reunió las iniciativas que ya habían tomado, de forma fragmentada, las organizaciones y proyectos predecesores de la NASA. La mayoría de las actividades fueron iniciadas por la dirección formalizando y formalizando procesos previamente informales y canalizándolos en una sola corriente. Poco después, el 5 de noviembre de 1958, se constituyó el Grupo de Trabajo Espacial, ahora dentro de la NASA, y llevó adelante la idea de forma organizada (estableciendo requisitos detallados).

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Información detallada

El primer paso en el diseño fue responder a la pregunta «¿dónde volar?», y definir la parte del espacio en la que se podría alcanzar la órbita estable de 24 horas alrededor de la Tierra, tal y como se define en los requisitos básicos. El límite teórico inferior (100 kilómetros de altitud) ya se conocía por los cálculos de Tódor Kármán antes de que se lanzaran los primeros satélites, pero no cumplía los requisitos para un vuelo de 24 horas, ya que el efecto de contención de la atmósfera era demasiado grande, pero la NASA disponía de datos experimentales concretos procedentes de la evaluación de los datos de la media docena de satélites lanzados a finales de 1958 para determinar la órbita. El Grupo de Trabajo Espacial concluyó que una órbita con una altitud media de 160 kilómetros (100 millas) sería adecuada (con una proximidad y longitud de ±40 kilómetros). Los cálculos se basaron en una cápsula espacial de 1 tonelada, y esto se debió a que el misil balístico intercontinental Atlas, señalado en la línea de base, era «el vehículo de lanzamiento más fiable disponible para cumplir el objetivo» y todavía era capaz de alcanzar estos parámetros de vuelo.

En cuanto a los requisitos del vehículo de lanzamiento y de la nave espacial que figuran en los requisitos básicos («el vehículo de lanzamiento más fiable disponible» y «una cápsula balística diseñada para una alta resistencia aerodinámica»), se adoptó el concepto ya preparado de Max Faget de un «Atlas desnudo». Faget llevaba trabajando en cuestiones de propulsión de cohetes dentro de la NACA desde 1946 y participó en el desarrollo del avión cohete X-15. Los experimentos del X-15 continuaron posteriormente en el proyecto X-20 Dyna-Soar (un concepto inicial de transbordador espacial), con la participación de Faget. En noviembre de 1957, el diseñador presentó su visión de un posible vuelo espacial tripulado, en el que preveía los misiles balísticos militares existentes como medio de propulsión, proponía cohetes impulsores de propulsión sólida para la reentrada desde la órbita terrestre y esbozaba la nave espacial como una cápsula sin alas con forma de vuelo balístico. En una reunión conjunta de ingenieros de la NACA y de las Fuerzas Aéreas, celebrada en enero de 1958, la idea de Faget fue llevada adelante. En esta reunión se dio por sentado que se necesitaba la propulsión de cohetes para llegar al espacio, y al ser el X-20 un programa militar, se optó por los misiles balísticos intercontinentales, un desarrollo reciente. De los posibles misiles, el ICBM Atlas era el más potente, pero como incluso éste fue considerado por los ingenieros como débil, se aceptó por consenso un misil «desmontado» con una etapa superior adicional y, por supuesto, desprovisto de su ojiva y su adaptador de lanzamiento, como adecuado para la tarea. (Como curiosidad, en el proyecto McDonnell 7969, un proyecto de desarrollo de una nave espacial lanzado a finales de 1957 en la fábrica de aviones McDonnell por cuenta y riesgo de la misma, también se inició el desarrollo de una posible cápsula espacial que se ajustara al concepto con la ayuda de los asesores de Faget).

El Grupo de Trabajo Espacial se hizo con la idea, que ya estaba muy avanzada en su desarrollo (y había sido propuesta para su aplicación en varias discusiones técnicas), y a principios de noviembre de 1958 se adoptó oficialmente el plan Faget «Atlas despojado». El 7 de noviembre de 1958 se convocó una reunión informativa sobre adquisiciones para los posibles fabricantes.

Aunque no se incluyó en los requisitos básicos, el Grupo de Trabajo Espacial también se encargó de definir los requisitos para el ocupante de la nave espacial. Para ello, el Grupo de Trabajo planeó primero convocar una conferencia de líderes industriales y militares, con la participación de algunos aerofísicos, para identificar un grupo de 150 candidatos a astronauta (basado en las propuestas personales de los líderes). También se desarrollaron en ese momento el método y los criterios de selección de los proponentes. Ello habría supuesto, en primer lugar, la solicitud de un grupo más amplio de 150 candidatos, que se habría reducido a 36, teniendo en cuenta criterios aeromédicos, y, a continuación, un curso de formación de nueve meses para seleccionar a 12 candidatos de estos 36, de los cuales los seis mejores se convertirían en candidatos a astronautas. Los seleccionados tendrían que ser hombres de entre 25 y 40 años, con formación de piloto, de menos de 180 cm de estatura, con una excelente condición física y con un título universitario en una materia científica. Un requisito adicional era que el candidato debía estar dispuesto a asumir los riesgos que implica el vuelo experimental, ser capaz de tolerar condiciones físicas difíciles y ser capaz de tomar decisiones rápidas y correctas en situaciones de gran estrés o de emergencia. El 22 de diciembre de 1958 se completó un borrador de la convocatoria en el que se especificaba esto, pero no se le dio luz verde, y después de las vacaciones de Navidad, el 28 de diciembre de 1958, el presidente Eisenhower decidió que la reserva de pilotos militares era suficiente para el grupo de candidatos y que, por razones de seguridad nacional, sólo se debía elegir a los seleccionados. En la primera semana de enero de 1959, el Grupo de Trabajo Espacial presentó los criterios al Pentágono y comenzó la selección de candidatos.

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Luna de miel

Una de las muchas tareas del Grupo de Trabajo sobre el Espacio era dar nombre al programa. En EE.UU., es habitual distinguir los programas gubernamentales con algún nombre fácil de recordar y pegadizo para el público, los fabricantes contratantes y la prensa. A finales del otoño de 1958, el Grupo de Trabajo Espacial había ideado el poco sonoro nombre de «Proyecto Astronauta» para el programa. Algunos dirigentes consideraron que el nombre suponía un riesgo de sobredimensionar el papel del astronauta, mientras que otros querían que se volviera al sistema de denominación anterior. Abe Silverstein (jefe de desarrollo de cohetes) sugirió como nombre Mercurio, un dios de la mitología romana. El dios romano (también conocido como Hermes en griego) era una especie de marca consolidada en varios ámbitos (véase una marca Ford), lo que le convertía en una de las figuras mitológicas más familiares para los estadounidenses, y su familiaridad y popularidad lo convertían en un nombre adecuado para el programa. Además, encajaba bien con el concepto americano de utilizar nombres mitológicos en la cohetería (Júpiter, el archidiós, lanzador Júpiter, Atlas, Titán que lleva la Tierra sobre sus hombros, cohete Atlas, etc.). El 26 de noviembre de 1958, Keith Glennan y Hugh Dryden, dos de los principales ejecutivos de la NASA, aceptaron la propuesta y el nombre de «Proyecto Astronauta» fue sustituido por el de «Proyecto Mercury».

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Comunicado de prensa

En Estados Unidos, todos los programas gubernamentales eran públicos -en contraste con la práctica soviética de la época, en la que los experimentos espaciales se mantenían completamente en secreto hasta que se llevaban a cabo con éxito- y este fue el caso, en particular, del programa Mercury, que se diseñó específicamente para que fuera público y demostrara una retribución a la Unión Soviética. Por esta razón, Keith Glennan -esperando el 55º aniversario del vuelo de los hermanos Wright para añadir solemnidad al anuncio- hizo un anuncio oficial el 17 de diciembre de 1958 de que su país se embarcaba en un programa espacial para poner un hombre en el espacio, el programa Mercury.

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Desarrollo de la nave espacial

El diseño de la nave espacial comenzó con el concepto «Atlas desnudo» propuesto por Max Faget. A partir de los principios formulados en el Centro Espacial Langley de la NASA, el Grupo de Trabajo Espacial elaboró una convocatoria de propuestas para el 20 de octubre de 1958, que posteriormente se publicó a los posibles fabricantes. El 23 de octubre de 1958 se envió una convocatoria de producción a 40 fábricas, a la que respondieron 38 y enviaron representantes a la primera reunión de diseño el 7 de noviembre de 1958. De los 38 solicitantes, 19 expresaron su interés en construir la nave espacial y recibieron el documento de diseño «S-6 Human Spacecraft Specification». El 11 de diciembre de 1958 (fecha límite para la presentación de ofertas), el campo se redujo a 11 fabricantes.

Para acelerar el programa, la propia NASA iba apenas por delante de los proveedores que trabajaban para ella: mientras los posibles fabricantes estudiaban los requisitos y preparaban los primeros bocetos de diseño de las propuestas, la propia agencia espacial elaboraba los criterios de evaluación técnica y financiera de las propuestas recibidas.

En el proceso de selección, dos candidatos con la misma puntuación, McDonnell Aircraft y Grumman Aircraft, fueron finalmente preseleccionados. Se eligió a una de las dos por una razón particular: Grumman era en ese momento la ganadora de varias licitaciones para contratos de la Armada, y el Grupo de Trabajo Espacial temía que la empresa no fuera capaz de cumplir con las exigencias de varios proyectos de desarrollo desafiantes a la vez y que la nave espacial Mercury se retrasara. Así pues, el derecho a construir la nave espacial se adjudicó a McDonnell Aircraft el 12 de enero de 1959. El contrato fue firmado por James McDonnell, presidente de la empresa fabricante, el 5 de febrero de 1959 y por Keith Glennan el 12 de febrero de 1959, en el que el fabricante se comprometía a diseñar, fabricar y entregar 12 cápsulas espaciales Mercury a la NASA por un total de 19 450 000 dólares. El ritmo de desarrollo fue tan rápido que James McDonnell, en un discurso pronunciado en mayo de 1957 (antes del vuelo del Sputnik-1), situó al primer hombre en el espacio en 1990, es decir, preveía un desarrollo de varias décadas, que en la práctica duró dos años.

McDonnell recibió un estudio de 50 páginas de la NASA en la fase de licitación, en el que se esbozaban los criterios básicos de diseño y los aspectos de la nave espacial (esencialmente la NACA

La idea básica de la construcción de la cápsula era lo más sencilla posible: «el único objetivo es poner a un hombre en el espacio durante un corto periodo de tiempo». En la práctica, esto significaba meter todo en un solo espacio, todo lo relacionado con la navegación, el soporte vital del astronauta, el funcionamiento de la nave. Casi todos los sistemas se colocaron en el interior de la cabina, llenando todos los rincones y dejando poco espacio para el astronauta. (Más tarde, durante la fase de vuelo, quedó claro en la práctica que se trataba de un callejón sin salida en el diseño, ya que los sistemas, repartidos por varios puntos de la cabina, en los espacios disponibles, el cableado que los conectaba, el caos, y el fallo de un sistema significaba que había que desmontar y reorganizar varios otros en la preparación del vuelo. Para solucionar este problema, y precisamente por la experiencia negativa con la nave Mercury, a partir del siguiente programa espacial, el programa Gemini, se introdujo la filosofía de dividir la nave en dos partes, una cápsula y una unidad técnica).

Fue en el cumplimiento del tercer capítulo de los requisitos básicos, establecido al inicio del programa, donde se desarrolló el dilema más prolongado del diseño. Ya a mediados de la década de 1950 (cuando se instalaron ojivas nucleares en los misiles), quedó claro que un objeto que cae en la atmósfera a gran velocidad está sometido a un enorme estrés térmico por la fricción del aire. Las distintas fuerzas militares han desarrollado diferentes soluciones al problema: el ejército ha experimentado con escudos térmicos compuestos hechos de materiales que se funden (pero que disipan el calor), y las fuerzas aéreas con versiones hechas de materiales que absorben el calor. Durante mucho tiempo, los expertos del Grupo de Trabajo Espacial no pudieron decidirse (la ventaja de un material era la desventaja de otro y viceversa), así que dejaron abiertas ambas direcciones de desarrollo. Se estaban realizando pruebas con los dos tipos de escudo térmico cuando se descubrió el defecto conceptual de la versión absorbente de calor: el escudo térmico hecho de material absorbente de calor habría tenido que ser retirado de la nave espacial durante las etapas finales del aterrizaje, ya que habría estado extremadamente caliente en el aterrizaje, lo que suponía un peligro para el astronauta en la cabina, y

Tras el diseño conceptual de la cabina, comenzó el diseño detallado y las pruebas de los componentes de la nave espacial experimental. La primera de estas pruebas fue de caída de la cápsula. En ellas se realizaron pruebas de caída libre y de descenso con diversos sistemas de paracaídas, durante las cuales se lanzaron al mar o a lugares de aterrizaje más de un centenar de maquetas de cápsulas espaciales de tamaño natural rellenas de hormigón. Estas pruebas de caída se utilizaron para desarrollar el sistema de frenado del paracaídas óptimo para el aterrizaje.

Otra serie de pruebas sirvió para desarrollar el cohete de rescate. En caso de accidente en el lanzamiento, los diseñadores planearon un dispositivo formado por pequeños cohetes (y una estructura de celosía para unirlos a la cápsula) que, en caso de problema, «arrancaría» la cápsula del cohete lo más rápidamente posible y llevaría la nave y su ocupante a una distancia segura del lugar de la explosión, que se produciría inevitablemente. La primera prueba en la isla de Wallops fue tan desastrosa (poco después del lanzamiento de los cohetes, el cohete empezó a dar vueltas hacia arriba y, tras dos vuelcos completos, cayó al océano) que se planteó la idea de replantear todo el sistema desde cero. Tras un mes de trabajo, los diseñadores corrigieron los errores y el dispositivo pasó a ser capaz de salvar la cabina del Mercury en caso de problema de lanzamiento.

La tercera serie de pruebas se llevó a cabo para ultimar la forma de la nave Mercurio en los túneles de viento del Centro Espacial Langley y del Centro Espacial Ames. Para ello, se introdujeron en el túnel de viento maquetas de la nave espacial de distintos tamaños para comprobar sus propiedades en los rangos de velocidad trans, supersónica e hipersónica de vuelo.

En una cuarta serie de pruebas, hubo que desarrollar la solución técnica para la fase final del aterrizaje, el descenso, y elegir entre el aterrizaje en el agua y el aterrizaje en tierra. Los ingenieros preferían el desembarco en el agua. El aterrizaje estaba previsto para 9 m

La quinta serie de pruebas tuvo como objetivo el diseño final del sistema de paracaídas, centrándose principalmente en el comportamiento del paracaídas de despliegue y del paracaídas principal a velocidades extremas y

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Desarrollo del cohete

Los ingenieros seleccionaron tres tipos diferentes de cohetes para los vuelos:

El Grupo de Trabajo Espacial buscó un vehículo de lanzamiento espacial humano entre los cohetes de medio y largo alcance desarrollados para el ejército estadounidense, y el candidato final se encontró en el misil balístico intercontinental Atlas, desarrollado por Convair para la Fuerza Aérea de Estados Unidos, que está a punto de entrar en servicio. El Atlas era un desarrollo tan reciente que su primer lanzamiento de prueba con éxito (todavía con el nombre en clave militar de SM-65 Atlas) no tuvo lugar hasta el 17 de diciembre de 1957. La especificación del Atlas incluía, por primera vez en EE.UU., las prestaciones necesarias para poner en órbita alrededor de la Tierra un objeto de masa equivalente a una nave espacial, el requisito de colocar un cuerpo de 1,5-2,5 toneladas en una órbita estable por encima de los 300 kilómetros. Sin embargo, la novedad del cohete y la incertidumbre sobre su fiabilidad hicieron que se necesitaran vehículos de lanzamiento adicionales para comenzar las pruebas de vuelo. El cohete Redstone, que se ha ganado el prestigioso apodo de «Good Old Reliable» gracias a sus exitosos vuelos anteriores, cumplía el requisito de fiabilidad. Además de la fiabilidad, había otra consideración: el coste de las pruebas. Para muchas pruebas, no era necesario acelerar una cápsula espacial entera hasta la velocidad orbital, sólo llevarla a la altitud adecuada. Los vuelos orbitales fueron los más caros -se calcula que la producción de un cohete Atlas costó 2,5 millones de dólares-, mientras que el lanzamiento de un Redstone costó 1 millón de dólares. El Redstone también fue identificado como un posible vehículo de lanzamiento debido a la consideración de que ahorraría millones de dólares por prueba. También lo hicieron con el cohete Little Joe, que puede funcionar con un coste aún menor y es muy adecuado para ciertas subpruebas. Para las pruebas en las que no era necesario poner el objeto de prueba en órbita alrededor de la Tierra -y este fue el caso de la mayoría de las pruebas iniciales- los ingenieros también definieron perfiles de vuelo suborbital (los llamados saltos espaciales).

La NASA se dio cuenta rápidamente de que el cohete Atlas era inmaduro y necesitaba pruebas, y que el coste de un lanzamiento era elevado, 2,5 millones de dólares por lanzamiento, mientras que el Atlas no tenía capacidad para realizar una serie de pruebas. Además, el cohete Redstone, que podría sustituir al Atlas para estas pruebas menos exigentes, era en sí mismo un aparato caro, que costaba un millón de dólares por lanzamiento. Por lo tanto, se decidió utilizar un vehículo de lanzamiento más barato. Sin embargo, en el momento de la decisión, el misil aún no existía y tenía que ser desarrollado.

Los requisitos fueron establecidos por la NASA a finales de 1958, y luego fueron perfeccionados. Para ello era necesario que el futuro cohete fuera capaz de lanzar la nave Mercury de forma que se pudieran probar las fuerzas de la cabina a gran altura, el sistema de rescate, el sistema de paracaídas de aterrizaje y los procedimientos de búsqueda y rescate tras el aterrizaje. Los perfeccionamientos posteriores de la especificación incluían la capacidad de medir los parámetros de la cabina durante el vuelo y el aterrizaje (impacto), así como los parámetros de ruido, calor y presión generados por el misil, en particular los efectos sobre los organismos vivos a bordo, con una instrumentación mínima de telemetría. Estos parámetros debían poder controlarse a diferentes altitudes críticas (6000, 75 000 y 150 000 metros). Basándose en estos requisitos, el equipo de Max Faget creó el primer cohete de la NASA, llamado Little Joe, que realizó su primer lanzamiento en la isla de Wallop el 21 de agosto de 1959.

Por primera vez en la historia de los vuelos espaciales, los planes de diseño de los cohetes incluían la necesidad de «agrupar» los motores. En consecuencia, se incluyó la instalación de cuatro motores Sergeant modificados de combustible sólido (también conocidos como Castor o Pollux), así como el uso de cuatro motores auxiliares Recruit. Parametrizando los cuatro motores, se podría alcanzar un empuje máximo de 1.020 kilonewtons, lo que teóricamente permitiría propulsar una nave espacial de 1.800 kg en órbita balística hasta una altitud de 160 km (simulando así las propiedades del Atlas).

En noviembre de 1958, se invitó a 12 empresas a licitar para la producción del misil, basándose en los requisitos y diseños básicos, y la North American Aircraft Company ganó la licitación el 29 de diciembre de 1958. Según el contrato, el fabricante debía entregar siete ejemplares voladores y una torre de lanzamiento móvil. El primer avión de producción norteamericano en condiciones de volar despegó el 21 de enero de 1960.

El cohete Redstone también se incluyó en el programa espacial de la NASA por razones de ahorro y fiabilidad. El PGM-11 Redstone básico era uno de los misiles balísticos de corto alcance más antiguos del ejército estadounidense, desarrollado en 1952 y en servicio en las Fuerzas de Europa Occidental de la OTAN desde 1958 hasta 1964. El misil era un descendiente directo de la V-2 alemana, diseñada por Wernher von Braun en el Arsenal de Redstone. La NASA buscaba alternativas al cohete Atlas, tanto para reducir el coste de los experimentos como por razones de fiabilidad (el Redstone se consideraba un cohete especialmente fiable y, por tanto, se ajustaba a los requisitos de seguridad para poner al hombre en el espacio), y eligió el Redstone, aunque una versión mejorada del mismo más adecuada para el propósito. El Redstone se convirtió en el cohete elegido para los vuelos suborbitales del programa Mercury.

Otra diferencia entre el cohete militar y el espacial era el sistema de rescate y aborto. Por un lado, el Redstone, apto para vuelos espaciales, estaba equipado con un sistema de detección automática de abortos en vuelo. Esto significaba que el cohete podía detectar cuando los parámetros de vuelo estaban a punto de desviarse de la norma, y entonces el sistema podía iniciar automáticamente el proceso de rescate cuando el cohete de rescate separaba la cápsula del lanzador (por supuesto, el aborto podía ser activado por el propio astronauta o por el centro de control, pero había perfiles de vuelo en los que simplemente no había tiempo para la intervención manual). Y, por supuesto, frente a la versión militar, estaba el cohete de rescate, que, en caso de problemas, podía desconectar la cápsula del cohete y llevarla a una distancia segura. También se introdujeron cambios en la llamada sección de cola del cohete (que, curiosamente, no estaba en la parte trasera del cohete, sino en la parte superior, conectando la cabina con el vehículo de lanzamiento). Esta sección contenía la electrónica y el sistema de guiado del cohete, así como el adaptador que recibía la cápsula espacial, y en los Redstones militares, cuando el cohete se quemaba, esta sección se dividía, permaneciendo una mitad con el cohete y la otra mitad continuando el vuelo con la sección de combate, mientras que en la versión del cohete espacial, el conjunto permanecía con el vehículo de lanzamiento. Se ha realizado otro cambio para mejorar la fiabilidad del Redstone. El piloto automático ST-80 de la versión militar ha sido sustituido por una versión mucho más sencilla y fiable, el LEV-3.

Al final del desarrollo, el Mercury-Redstone se desviaba del Redstone militar en un total de 800 lugares, por lo que al final la NASA tenía un nuevo cohete de desarrollo en lugar de la versión original y fiable. El primer vuelo del lanzador mejorado tuvo lugar el 21 de noviembre de 1960, que fracasó, seguido de tres vuelos más o menos exitosos antes de transportar finalmente la nave espacial para dos hombres con Alan Shepard y Gus Grissom.

Una de las piezas centrales del programa Mercury fue el vehículo de lanzamiento. Los requisitos eran sencillos: tenía que ser capaz de acelerar un objeto de 1.500-800 kg a la primera velocidad cósmica y ponerlo en órbita alrededor de la Tierra. La única herramienta de la que disponía Estados Unidos era el misil balístico intercontinental del ejército, el SM-65D Atlas. El cohete era la última tecnología disponible, y su primer lanzamiento de prueba tuvo lugar el 11 de junio de 1957 (aunque sin éxito). El dilema de la NASA era si hacer fiable el cohete existente, pero poco fiable, o esperar al proceso de desarrollo del ICBM Titán II (posiblemente con el mismo resultado incierto), así que se tomó la decisión de probar y reparar el Atlas.

Convair, el fabricante del cohete, disponía de una línea de producción dedicada al programa Mercury, con personal formado y experimentado que podía dedicarse a la tarea de garantizar la calidad. Los productos destinados al espacio se sometieron a un amplio rediseño, con los siguientes componentes:

El cohete se basó en dos principios básicos de diseño. Uno de estos principios era la llamada disposición de etapa y media: el cohete tenía un motor principal y dos aceleradores laterales. Se pusieron en marcha simultáneamente en el lanzamiento (para que los ingenieros pudieran comprobar visualmente el funcionamiento), luego se apagaron los propulsores antes que el motor principal durante la órbita y los propulsores (o sus tanques asociados) nunca se apagaron. El otro principio era el llamado diseño o sistema de globos de gas. Para minimizar el peso, el cohete se diseñó con las paredes laterales más finas posibles, tan finas que el cohete se colapsaría por su propio peso cuando estuviera vacío. Su estabilidad y resistencia estructural fueron proporcionadas inicialmente por la presión del propulsor y luego, cuando se agotó durante el vuelo, por la presión del gas helio neutro en los tanques. Durante las pruebas, este último principio de diseño resultó ser el eslabón más débil, por lo que fue necesario realizar modificaciones y nuevas pruebas.

El primer lanzamiento de Mercury tuvo lugar el 29 de julio de 1960, pero la verdadera prueba llegó el 20 de febrero de 1962, cuando John Glenn y Friendship 7 volaron.

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Perfiles de vuelo

El vuelo espacial ya se había decidido con el vuelo del Sputnik-1, se consideraba un verdadero vuelo espacial si se realizaba en órbita alrededor de la Tierra, así que, naturalmente, la NASA lo fijó como objetivo para el primer vuelo de un astronauta estadounidense. Sin embargo, a finales de 1960, los experimentos soviéticos -varios satélites en órbita con grandes masas (equivalentes a la masa de una cabina de vuelo humana) de seres vivos- dejaron claro a los estadounidenses que su rival iba por delante de ellos, y fue entonces cuando se concibió la idea de que el programa se ramificara en dos direcciones alternativas: continuar con los preparativos para el vuelo orbital y preparar un vuelo humano suborbital como dirección independiente. La NASA pensó que sería tranquilizador para el público que, aunque Estados Unidos estuviera en visible desventaja en los vuelos orbitales, que eran vistos por todos como la opción «real» obvia, el camino hacia esto se construyera por etapas y se ganara la primera etapa (el salto espacial). Así, el cohete Redstone, originalmente destinado sólo a las pruebas, y la cápsula Mercury se están ensamblando en un proceso en el que un salto espacial en tres etapas, primero en modo automático sin pasajero, luego con un mono y finalmente con un cosmonauta, dará la ventaja a los soviéticos.

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Mejoras en las infraestructuras

La cuestión de infraestructura más importante fue la elección del lugar de lanzamiento. Curiosamente, aunque existe una teoría para seleccionar un lugar de lanzamiento para llegar al espacio -el lugar más cercano posible al ecuador-, no se buscó deliberadamente ningún lugar cuando se lanzó el programa Mercury, pero, para adaptarse a las circunstancias en las que se formó la NASA (la agencia espacial también se creó concentrando los experimentos de las distintas fuerzas militares), la NASA abrió una oficina de enlace en Cabo Cañaveral, uno de los campos de tiro de misiles más avanzados del Departamento de Defensa y del Ejército y la Marina estadounidenses, con el cometido de trasladar a la NASA las pruebas militares que allí se realizaban. Dado que los militares ya disponían de una base y un lugar de lanzamiento para los cohetes Redstone en Cabo Cañaveral, se designó esta base para los vuelos de Mercury, independientemente de que la NASA fuera una organización civil y Cabo Cañaveral una base militar.

Como preparación para los vuelos espaciales tripulados, la NASA recibió el hangar S, construido por las Fuerzas Aéreas en 1957 (primero utilizado para el mantenimiento y almacenamiento de aviones) y luego cedido al programa Vanguard del Laboratorio de Investigación Naval para realizar más experimentos. En 1959 también se llegó a un acuerdo formal entre el propietario de las instalaciones, el Departamento de Defensa, y la NASA para hacerse cargo del hangar y su infraestructura asociada. A partir de entonces, las naves espaciales Mercury del centro de producción se recibieron aquí. Más tarde se utilizó para el programa Gemini y siguió utilizándose hasta el transbordador espacial.

La principal infraestructura de apoyo a los vuelos eran las plataformas de lanzamiento. Dos de ellos también fueron designados para la NASA, siguiendo la lógica de la asunción de los experimentos anteriores. El LC-5 (Launch Complex) se convirtió en la plataforma de lanzamiento de los cohetes Redstone y el LC-14 en la de los cohetes Atlas (y los cohetes Big Joe utilizados en las pruebas). La carrera del LC-5 comenzó en 1956 bajo los auspicios de la Fuerza Aérea (Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral), cuando se utilizó para probar los misiles balísticos de medio alcance Júpiter en el Cabo, antes de ser sustituido por el Juno II, una evolución de los Júpiter, que se utilizó para lanzar satélites en órbita. La NASA recibió entonces la plataforma de lanzamiento de los cohetes Redstone, primero en modo automático, luego con un mono y finalmente con un humano.

La historia de LC-14 es un poco más complicada. La plataforma de lanzamiento se construyó en 1957 para lanzar cohetes militares Atlas, y se convirtió en 1959 para lanzar cohetes Atlas-D y lanzamientos espaciales. En aquel momento, se consideraba el único lugar de lanzamiento designado para cohetes Atlas, por lo que el programa Mercury no podía disponer de él en exclusiva, sino que tenía que compartirlo con los satélites MIDAS, los lanzamientos de prueba del Big Joe y otros lanzamientos de cohetes intercontinentales antes de que pudiera estar exclusivamente en manos de la NASA. Más tarde, todos los lanzamientos de Mercury-Atlas se lanzaron desde aquí, y posteriormente los lanzamientos de Atlas-Agena también se lanzaron desde aquí.

Fue necesaria una planificación adicional para diseñar el aterrizaje y las operaciones de rescate posteriores y para gestionar el mantenimiento del contacto por radio durante el vuelo. La Marina fue seleccionada para encargarse de ambas tareas simultáneamente.

En una conferencia de prensa celebrada en Washington D.C. el 9 de abril de 1959, la NASA dio a conocer al público a los siete hombres que, tras rigurosas pruebas médicas y psicológicas, habían sido seleccionados para convertirse en los primeros hombres en ir al espacio. Al mismo tiempo que se presentaban, el público aprendía una nueva palabra: astronauta (en la terminología estadounidense, astronaut, que tiene sus raíces en la mitología griega, asociada a los argonautas, y que significa literalmente marinero de las estrellas).

Pero la presentación pública fue precedida por un largo proyecto de selección secreta. La minuciosidad de la selección se basaba en las suposiciones médicas de que los aspirantes a viajeros espaciales se enfrentarían a peligros mortales: se preveía un colapso de la órbita en ingravidez, se pensaba que las personas eran incapaces de comer o beber sin gravedad, pero también se sospechaba de dificultades psicológicas, y una especie de locura espacial podría apoderarse de una nave espacial solitaria, haciéndola incapaz de controlarla. Para contrarrestar estos peligros, se ideó un sistema de selección para elegir a los candidatos que estuvieran muy por encima de la media en términos de salud y psicología.

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Selección

La selección de los candidatos a astronautas se llevó a cabo bajo las instrucciones del Presidente Eisenhower -y ligeramente modificadas a partir de los requisitos establecidos por el Grupo de Trabajo Espacial-, invitándose a los cuerpos militares de vuelo a elaborar una lista de posibles candidatos. Un total de 508 candidatos potenciales fueron examinados en Washington, de los cuales se seleccionaron 110 pilotos como candidatos idóneos (la lista incluía cinco pilotos de la Marina, 47 de la Armada y 58 de las Fuerzas Aéreas, no encontrándose ninguno de las Fuerzas Aéreas del Ejército). En la segunda etapa del proceso de selección, los candidatos fueron divididos en tres grupos principales y los primeros 35 fueron enviados a Washington para ser entrevistados a principios de febrero de 1959, bajo una orden de confidencialidad. Charles Donlan, que dirigió el proyecto en nombre del Grupo de Trabajo sobre el Espacio, se congratuló de que la gran mayoría de los candidatos estuvieran deseando participar en el programa Mercurio. Esto se debió a que el programa requería voluntarios, y no a que los futuros pilotos no debían ser conducidos a la tarea. Una semana después de las entrevistas del primer grupo, el segundo grupo llegó a Washington y se sometió a sus entrevistas. La proporción de voluntarios entre los que se consideraron aptos fue tan alta que no fue necesario convocar a un tercer grupo (sobre todo porque el contingente final de 12 previsto inicialmente se redujo a 6). Tras las entrevistas de los dos grupos, 69 personas pasaron al proceso de selección.

A pesar de los claros parámetros físicos, seis de los 69 fueron rechazados porque su altura era demasiado elevada. Por último, 56 candidatos fueron rechazados debido a los abandonos adicionales en las pruebas generales, técnicas y psicológicas de la segunda ronda. El número de seleccionados se redujo entonces a 32, que fueron llevados por el Grupo de Trabajo Espacial para realizar pruebas médicas detalladas, incluyendo elementos especiales, en la Clínica Lovelace de Albuquerque, Nuevo México, y luego en el Laboratorio Aeromédico de la Base Wright-Patterson.

Durante una semana, a partir del 7 de febrero de 1959, los candidatos se sometieron a un examen médico exhaustivo de seis fases que duró varios días en la Clínica Lovelace. En primer lugar, se revisa el historial médico de los candidatos y, a continuación, se realizan pruebas médicas generales detalladas, como una prueba de visión, un ECG y pruebas de reflejos, una colonoscopia y un análisis de sangre, o un recuento de esperma. El siguiente paso fue la realización de pruebas de rendimiento físico, que incluían pruebas de esfuerzo cardíaco en un ergómetro de bicicleta, mediciones de la capacidad pulmonar y mediciones de la densidad corporal. Al final de las pruebas, de una semana de duración, se resumieron los datos y se registraron en las historias clínicas de cada candidato.

Inmediatamente después de los ensayos clínicos, el grupo se trasladó a la base aérea de Wright-Patterson para realizar pruebas de esfuerzo entre el 16 de febrero y el 27 de marzo de 1959. Estas pruebas fueron diseñadas para evaluar la tolerancia al estrés psicológico y físico de los candidatos. Las pruebas físicas incluían sencillos ejercicios de carga en escalera o cinta de correr, o pruebas de centrifugado que requerían una gran resistencia, o ejercicios de silla giratoria multieje conocidos por los pilotos de los exámenes aeromédicos. En las pruebas psicológicas paralelas, los candidatos fueron sometidos a pruebas con estímulos inesperados o desagradables, como pruebas de agua térmica o fría o ejercicios en cámara oscura. Las pruebas psicológicas también incluían el test de Rorschach, que por otra parte está sujeto a dudas de credibilidad.

Al final de las pruebas de Wright Patterson, el Comité de Nominación propuso 18 candidatos plenamente cualificados al cierre de la serie de pruebas a finales de marzo de 1959. El Comité de Selección del Grupo de Trabajo Espacial se reunió el 1 de abril de 1959 y, de los 18 candidatos adecuados, siete fueron finalmente seleccionados para la formación de astronautas. Este grupo fue anunciado por la NASA el 2 de abril de 1959, y luego fueron presentados como los Siete de Mercurio (Mercury 7) el 9 de abril de 1959 en Washington como los futuros astronautas estadounidenses, y con estos siete pilotos comenzó el entrenamiento de astronautas.

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Semanas originales

El siguiente grupo, conocido en la prensa como los Siete de Mercurio, inició la formación:

Seis de ellos viajaron al espacio como parte del programa (Slayton fue retirado del grupo en 1962 por problemas cardíacos, y sólo voló en el programa Soyuz-Apollo en 1975 tras una operación de corazón).

Los candidatos a astronauta entraron en escena con su presentación. Además del interés natural del público, no había una profesión más exótica que la de «astronauta» en aquella época. La propia NASA impulsó aún más la popularidad de sus candidatos fomentando un acuerdo entre los astronautas y una importante revista estadounidense, que compró los derechos para publicar historias sobre los astronautas con una oferta de 500.000 dólares. Como parte del acuerdo, publicó sus reportajes sobre la vida de los astronautas en la serie Life, así como sus biografías. En esta serie de artículos, que se publicó durante 28 números entre 1959 y 1963, Life creó un nuevo héroe americano al presentar a los astronautas como una especie de «superhéroe cotidiano», adornando sus antecedentes y presentando su vida cotidiana fuera del entrenamiento en el estereotipo americano.

Además de las Semanas del Mercurio, también se utilizaron otros dos nombres -ambos póstumos- para los siete primeros astronautas de la NASA. Uno de ellos fue el de Grupo de Astronautas 1, que la NASA utilizó posteriormente cuando empezó a reclutar grupos de astronautas adicionales para el programa Géminis y luego para el programa Apolo, y quiso distinguir los grupos seleccionados en diferentes momentos. Pero no fue sólo la NASA, sino los propios astronautas, los que se distinguieron por nombrar al grupo ellos mismos, y así los Siete Originales pasaron a ser conocidos y más tarde el nombre de grupo más utilizado públicamente, también para distinguirlo de los demás (como los Nuevos Nueve reclutados en 1962, o los Catorce en 1963).

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Formación de astronautas

El entrenamiento era muy similar al programa de selección de la base aérea de Wright-Patterson: practicaban sus perfiles de despegue y entrada en simulaciones de aceleración centrífuga, se entrenaban en una maleta, en una cámara de calor o en cámaras de dióxido de carbono, o mantenían su forma física mediante diversos deportes. Pero también había áreas completamente nuevas. Recorrieron las plantas de varios proveedores, aprendiendo sobre el hardware que se construye, visitaron Cabo Cañaveral, el punto de partida de sus futuras misiones espaciales, y fueron a Akron para ver la planta de fabricación de trajes espaciales. También iniciaron un proceso de especialización: Carpenter, por ejemplo, con su experiencia naval, se convirtió en un experto en los sistemas de comunicación y navegación de la nave, Grissom se sumergió en los sistemas de control y electromecánicos de Mercury, y Glenn ayudó con el panel de instrumentos de la cabina. El entrenamiento incluyó ejercicios de vuelo además de las pruebas mencionadas. Por un lado, continuaron sus vuelos anteriores en cazas de alto rendimiento para mantener sus habilidades de vuelo, y por otro, practicaron para la ingravidez a la que se enfrentarían realizando vuelos parabólicos en el avión C-131 de la NASA, que había sido diseñado para ello.

En total, se construyeron veinte Mercury, tres lanzamientos fallidos, cinco se pusieron en órbita balística y seis orbitaron la Tierra. Se realizaron seis experimentos con humanos, dos de ellos sólo en órbita balística. La nave espacial permitía a un solo humano volar en el espacio durante 24 horas, hasta un máximo de 36. Las baterías químicas tenían una capacidad de 1500-3000 vatios-hora (Wh), dependiendo de la tarea. Tenía forma de campana, 3,4 metros de altura incluyendo los cohetes impulsores, con una anchura máxima de 1,9 metros. Era de construcción de doble pared, siendo la carcasa exterior de aleación de níquel y la interior de aleación de titanio, con un material aislante de fibra cerámica entre ellas. El cohete de rescate estaba montado en el morro. La altura de la torre de rescate es de 6,2 metros. El paracaídas estabilizador y el buscador de horizonte infrarrojo estabilizador se instalaron en la carcasa de la antena. La cabina tiene 1,9 metros de diámetro y 1,5 metros de altura. Durante el tiempo de servicio, el astronauta realizó las tareas requeridas en posición sentada, sin apenas movimiento.

Alan Shepard fue el primer estadounidense en ir al espacio en la nave Freedom 7, realizando un salto espacial suborbital. John Glenn fue el primer estadounidense en orbitar la Tierra en la nave espacial Friendship 7. Los soviéticos también superaron a los estadounidenses en los vuelos espaciales tripulados con el programa Vostok.

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Vuelos de prueba no tripulados

El primer intento del programa Mercury habría sido el Pequeño Joe 1, si no se hubiera frustrado por un fallo. El experimento no tuvo lugar en Cabo Cañaveral, sino en Wallop Island, y los ingenieros querían ver cómo se comportaría la torre de escape, especialmente en el momento de máxima presión dinámica (la máxima resistencia al despegue). Para ello, bastaba con un cohete Little Joe, ya que podía simular la presión dinámica deseada, y después se construyó un modelo de la nave Mercury sobre este vehículo de lanzamiento, y finalmente el único sistema completo, la torre de rescate.

Sin embargo, el vuelo previsto fue un completo fracaso en 1959. El 21 de agosto de 1959: 35 minutos antes del lanzamiento previsto, cuando el automático y la autodestrucción estaban conectados a la fuente de energía de su propia batería, las cargas explosivas que separaban las unidades de la nave espacial se dispararon inesperadamente -la tripulación que se preparaba para el lanzamiento inició un vuelo de pánico- y finalmente la torre de rescate (que detectó correctamente la emergencia) se lanzó con el modelo de nave espacial acoplado, mientras el cohete permanecía en la plataforma de lanzamiento. El cohete de rescate hizo entonces su trabajo de forma ejemplar, llevando a Mercurio hasta la altura requerida de unos 600 metros, donde lo soltó. El informe de la prueba se completó en menos de un mes, y la causa del fallo se identificó como una llamada «corriente parásita» causada por un bobinado inadecuado.

Además de la serie de experimentos del Little Joe en la isla Wallop (que esencialmente tenía que probar la funcionalidad del cohete de rescate), la NASA también comenzó a probar otro componente importante, el escudo térmico. Para ello era necesario un vehículo de lanzamiento más potente, el llamado cohete Big Joe. El Big Joe era esencialmente el cohete Atlas. En el experimento Big Joe, el vehículo de lanzamiento Atlas-10D se acopló a una nave espacial Mercury no operativa, pero de masa y tamaño eficientes, y se instaló en la nave un escudo térmico (que se calienta en la reentrada, se quema, arde, se desintegra lentamente, pero distribuye el calor de forma eficiente), seleccionado tras un largo debate de diseño.

El lanzamiento tuvo lugar el 9 de septiembre de 1959 desde la plataforma de lanzamiento 14 de Cabo Cañaveral. Durante el vuelo, todo funcionó a la perfección hasta los dos minutos, momento en el que el control recibió una señal de error en la telemetría: la separación de la etapa había fallado. Como la etapa seguía volando como peso muerto, no había posibilidad de que la nave alcanzara la altitud y la velocidad previstas. Al quedar la etapa del cohete en la nave (lo que anula el objetivo principal del escudo térmico), el control tuvo que jugar con los propulsores de control reactivo (esencialmente los pequeños propulsores auxiliares que hacen la dirección) para hacer descender el cohete, lo que finalmente tuvo éxito, aunque el propulsor para la dirección se consumió por completo. La nave Mercury alcanzó finalmente una altura máxima de 140 km y, tras un vuelo de 2.292 km, llegó al océano Atlántico, donde los equipos de rescate la encontraron relativamente intacta tras unas horas de búsqueda.

El 4 de octubre de 1959 tuvo lugar la siguiente prueba de Mercury -de nuevo en la isla Wallop-, que no fue señalada en su momento y que sólo recibió posteriormente la designación de Little Joe 6. La prueba fue esencialmente un paso atrás con respecto al primer intento fallido, con el único punto en común de que el vehículo de lanzamiento utilizado fue el mismo que había quedado en la plataforma de lanzamiento en agosto. En cuanto a los objetivos de las pruebas de vuelo, el paso atrás significó que las únicas pruebas eran para verificar la idoneidad del cohete y las características de vuelo y la robustez de la nave espacial. Para ello, se ensamblaron con el cohete una cápsula espacial de masa y tamaño suficientes, pero no equipada con sistemas y, por tanto, inoperante, y una torre de escape igualmente inoperante.

Durante el experimento, Little Joe elevó la estructura de 16,5 metros de altura y 20 toneladas de peso hasta una altitud de 65 kilómetros, donde al final de los dos minutos y medio de vuelo, los controles activaron la autodestrucción según lo previsto. Los trozos de la nave espacial cayeron al océano a 115 kilómetros de distancia. El experimento se consideró un éxito.

En la isla de Wallop, los experimentos eran continuos, con el lanzamiento de cohetes Little Joe cada mes hasta el día de hoy. Así, el 4 de noviembre de 1959, se lanzó el Little Joe 1A, reproduciendo exactamente el vuelo fallido del Little Joe 1. Los objetivos eran los mismos, el vuelo pretendía verificar la idoneidad del cohete de rescate, con el añadido de obtener todos los datos posibles sobre el sistema de paracaídas. La cápsula designada para el vuelo era de nuevo una maqueta inoperante, con sólo el cohete de rescate intacto. El experimento también contó con la presencia de la prensa, tras una breve batalla en la que los periodistas lucharon por conseguir información de primera mano sobre el vuelo (por ello, el personal de la NASA dio a la prensa un «entrenamiento» detallado de antemano, para que cualquier interrupción en la cuenta atrás no fuera reportada como un error o un fracaso).

El Little Joe 2 fue lanzado desde su ubicación habitual en la isla de Wallop el 4 de diciembre de 1959, y supuso una mejora sustancial respecto al intento anterior. Aunque el LJ-1A no fue un éxito rotundo, los experimentadores añadieron el vuelo en directo al experimento Little Joe-Mercury. Tenían curiosidad por ver cómo se comportaría un organismo sencillo como un pequeño mono de cobre bajo los efectos del movimiento de la nave espacial, la ingravidez y la radiación a gran altura. Más tarde, planearon lanzar un paquete biológico adicional: se prepararon granos de avena, neuronas de rata, cultivos de tejidos y bichos para viajar con el mono.

El lanzamiento tuvo lugar en presencia de dos nuevos candidatos a astronautas, Alan Shepard y Virgil Grissom. El Pequeño Joe elevó el Mercury a 30 000 metros, y el cohete de rescate de lanzamiento elevó aún más la altitud, llevando la cápsula a 84 000 metros, antes de que cayera en vacío desde el punto muerto. La altitud máxima acabó siendo casi 30 000 metros inferior a la prevista, debido a un cálculo erróneo de la resistencia aerodinámica. El mono Sam acabó experimentando sólo 3 minutos de ingravidez en lugar de los 4 previstos. Al final de unas 6 horas de dar vueltas, los equipos de rescate consiguieron sacar al monito del mar sano y salvo, tras un aterrizaje sin problemas. Los expertos declararon que todos los objetivos preliminares fueron un éxito y se mostraron entusiasmados -sobre todo por el lanzador Little Joe, que funcionaba perfectamente-, aunque las opiniones se matizaron más tarde, y los biólogos, en particular, se quejaron de los resultados poco satisfactorios del experimento con animales. Sin embargo, el objetivo principal se logró, y el cohete de rescate demostró ser perfectamente adecuado para un posible rescate de emergencia de la nave espacial con seres vivos -incluso humanos- a bordo.

El viaje del mono Sam fue seguido por una repetición de los vuelos Little Joe 1 y 1A, que no fueron del todo exitosos, con el pequeño giro de que la nave espacial volvía a llevar a «alguien», la señorita Sam, un pequeño mono hembra de cobre. El 21 de enero de 1960, se lanzó otro cohete Little Joe desde la isla de Wallop, y esta vez finalmente funcionó como se esperaba. El cohete se quedó a menos de 15 kilómetros de la altitud prevista y alcanzó una velocidad de más de 3.200 km

La única novedad real del vuelo fue un ejercicio de rescate, en el que los ingenieros simularon una emergencia a la altitud de combustión del Pequeño Joe y tuvieron que lanzar el cohete de rescate. La operación se desarrolló sin problemas, con otros 75 m

En febrero de 1960, en una reunión en Los Ángeles, la NASA decidió (basándose un poco en las pruebas del Pequeño Joe y el Gran Joe) la configuración definitiva de la nave espacial Mercury, el cohete Atlas y el cohete de rescate, y planeó aplicarla con la configuración definitiva. La finalidad -y tal vez la presencia de un hardware que funcionaba- también era evidente en el hecho de que el vuelo no estaba destinado a ser lanzado como Big Joe, sino como el último Mercury-Atlas-1. Por lo tanto, para el vuelo, tomaron la cápsula espacial nº 4 de McDonnell, construida en fábrica, y le instalaron equipos e instrumentos adicionales. La nave era más un taller de medición en su construcción final que un vehículo espacial funcional, dado que faltaban sistemas (soporte vital, asiento del piloto, panel de instrumentos, propulsores de dirección, etc.) que aún no habían sido instalados.

Parámetros a comprobar antes del vuelo

El 24 de julio, los parámetros que debe alcanzar la nave espacial (5700 m

Un minuto después del lanzamiento, se perdió todo contacto con el cohete. Un segundo antes de que se interrumpiera la transmisión, se recibió una señal por telemetría de que la diferencia de presión entre el tanque de combustible y los tanques de oxígeno líquido había cesado repentinamente. Como no se disponía de control visual a través de la nube, no era posible saber si esta señal era la causa de los problemas o el resultado final de los mismos en los que se destruían los depósitos, pero estaba claro por las señales que el cohete y la nave habían sido destruidos. Las causas fueron difíciles de descubrir, aunque los equipos de rescate consiguieron encontrar el cohete estrellado y la cápsula espacial Mercury en el mar. No se pudo determinar la causa del fallo, pero la NASA decidió repetir el vuelo, sólo para cargar la nave con instrumentos para la siguiente prueba.

El diseño del experimento Little Joe 5 comenzó aproximadamente un año antes del lanzamiento previsto, y la idea original era lanzar la primera cápsula espacial Mercury operativa o cohete de rescate incorporando un «paquete» especial que contuviera un chimpancé de tamaño medio para probar el comportamiento de la nave y su ocupante al máximo Q. Sin embargo, los retrasos en el aterrizaje de la cápsula espacial, los problemas con el llamado «anillo de grapas» que conecta la nave y el cohete, y la pirotecnia de separación incorporada, retrasaron los preparativos, por lo que Robert Gilruth decidió (con el acuerdo de los ingenieros del STG) sacar el vuelo de los chimpancés de los objetivos de planificación, para que la tripulación pudiera concentrarse más en las cuestiones técnicas. Posteriormente, surgieron nuevos problemas con la instalación de los tanques de helio y peróxido de hidrógeno, lo que provocó nuevos retrasos. También hubo problemas de peso con el equipo de vuelo, lo que planteó la posibilidad de un aterrizaje no deseado en África.

El lanzamiento se programó finalmente para el 8 de noviembre de 1960. Ese día, el experimento terminó en un completo fracaso. El cohete despegó de la isla Wallop a las 10:18 hora local (15:18 UTC) y se destruyó tras sólo 16 segundos de vuelo. El cohete de rescate se disparó entonces antes de tiempo, mientras el vehículo de lanzamiento seguía acelerando la nave, pero todos los componentes quedaron en estado acoplado, se desviaron de su curso y se estrellaron en el mar. La cápsula se elevó a una altura de sólo 16,2 km y se estrelló en el mar a 20,9 km de la plataforma de lanzamiento, muy lejos del alcance previsto. Los equipos de rescate recuperaron posteriormente algunos de los restos del mar para su análisis.

En la segunda mitad de 1960, se planteó en la NASA la idea -en parte por temor a que los soviéticos se les adelantaran y en parte para ahorrar costes- de dividir los experimentos y, además del vuelo orbital con el cohete Atlas, realizar el llamado salto espacial (vuelo en órbita balística) con un cohete de menor potencia, que sería un vuelo espacial sólo en el sentido de que cruzaría la línea Kármán. Se eligió el cohete Redstone y sobre él se construyó la nave espacial Mercury para probar el salto espacial.

Para probar el nuevo perfil de vuelo, los ingenieros planeaban hacer volar una cápsula espacial Mercury a escala real (ejemplo de fábrica número 2) con un lanzador Redstone (marcado como MR-1) y una torre de escape a escala real. El plan era utilizar esta combinación de equipos para probar el sistema de guiado y aterrizaje automático de la nave, así como la infraestructura de lanzamiento, rescate y seguimiento en tierra. Además, también querían probar el funcionamiento del sistema de detección de abortos (el sistema estaba configurado para detectar e informar de una situación de aborto al sistema de control, pero no para provocar un aborto en sí mismo).

El lanzamiento estaba previsto inicialmente para el 7 de noviembre de 1960, pero se detectó un fallo en el sistema de helio (la presión bajó inesperadamente a una cuarta parte de su valor normal), por lo que hubo que aplazar el lanzamiento, desmontar la nave y el escudo térmico de Redstone, rectificar el fallo (sustituyendo los depósitos y recableando) y volver a montar el conjunto. El nuevo lanzamiento estaba previsto para el 21 de noviembre de 1960. Esta fue la primera vez que se utilizó el centro de control de Mercury para guiar el vuelo.

El lanzamiento tuvo lugar a las 9:00 hora local (14:00 UTC) desde la plataforma de lanzamiento LC-5. Los sorprendidos controladores vieron a través del periscopio del nuevo centro de control que el cohete rugía, y de repente el rugido cesó, el cohete dio una sacudida, luego se asentó sobre su plano de cola y el silencio se instaló en la plataforma de lanzamiento. Inmediatamente después, el cohete de rescate se pone en marcha y vuela, pero deja la cápsula espacial encima del cohete. Tres segundos después de que el cohete de escape se aleje, el paracaídas de la cápsula se despliega y cubre la cápsula, desplegándose a medias. La situación se volvió bastante peligrosa debido al mal funcionamiento del sistema: el cohete completamente cargado estaba parado en la plataforma de lanzamiento sin ninguna seguridad, confiando únicamente en la gravedad, con el paracaídas colgando sobre el costado de todo el conjunto, amenazando con ser volado por una pequeña ráfaga de viento.

El fallo acabó pasando a los informes como el «vuelo de las cuatro pulgadas» (otros han resumido el suceso como «lo único que disparamos fue el misil de rescate»). En primer lugar, el mando eligió, entre varias opciones, esperar a que se agotaran las baterías necesarias para alimentar los sistemas del misil, de modo que el oxígeno líquido pudiera hervir lentamente y el misil explosivo pudiera acercarse. La resolución de problemas que se inició pronto reveló la causa del problema: durante el lanzamiento, se desconectaron del cohete diferentes conectores de cables en secuencias distintas, y un cable equivocado (un cable más corto de un tipo diferente de Redstone) se sacó del cohete en el orden equivocado, por lo que el motor detectó esto como una orden de apagado y detuvo el proceso de lanzamiento mucho antes de que se completara. Una vez identificado el fallo, se decidió repetir la prueba.

Menos de un mes después del intento fallido, la NASA estaba preparada para realizar otro salto espacial. El vuelo Mercury-Redstone-1A fue una repetición completa del intento fallido del 19 de noviembre. La nave espacial era la misma (número de fábrica Nr.2) que había sido desmontada del MR-1, y el cohete utilizado para el montaje era el MRLV-3. El objetivo del vuelo seguía siendo el mismo: verificar la operatividad del sistema de guiado y aterrizaje automático y del sistema de aborto de vuelo utilizando la cápsula espacial operativa, el cohete y la torre de escape.

El lanzamiento tuvo lugar el 19 de diciembre de 1960, cuando el cohete Redstone despegó de la plataforma de lanzamiento LC-5 de Cabo Cañaveral a las 11:15 (16:15 UTC). El motor funcionó durante 143 segundos, y la nave espacial fue finalmente lanzada a una altitud de 210 kilómetros (210 millas) y aterrizó en el Océano Atlántico a 378 kilómetros (378 millas) del lugar de lanzamiento. La velocidad máxima al final del vuelo fue de 7900 km

Tras el éxito de la misión Mercury-Redstone-1A, la NASA pasó inmediatamente a los vuelos espaciales con cohetes Redstone, ya que era la forma más rápida de que Estados Unidos se adelantara a los soviéticos. El siguiente paso fue realizar un salto espacial completo con una nave totalmente equipada, pero primero con un mono a bordo, una especie de ensayo general antes de hacer volar a un hombre para poder estudiar los efectos en los organismos vivos. Los objetivos de Mercury-Redstone-2 se definieron en consecuencia. Sin embargo, en lugar de los monos rhesus ya utilizados en los experimentos del Pequeño Joe, se eligió para el vuelo un chimpancé, un primate con un físico más parecido al humano. En la Base de la Fuerza Aérea de Holloman, ya se había establecido una colonia de 40 monos para los experimentos, y se eligió uno para el vuelo. El mono elegido nació en Camerún en 1956 y fue trasladado a Estados Unidos en 1959, y para el experimento el Chang original (el «número de inventario» se cambió de 65 a Ham. Ham no tenía el significado original en inglés de «ham», sino que era un acrónimo formado por las iniciales del Centro Médico Aeroespacial Holloman, que dirigía el experimento. Lo que era nuevo para Ham, en comparación con el vuelo anterior, era la necesidad de idear pruebas para comprobar no sólo las funciones vitales, sino también la respuesta del organismo a la ingravidez y los efectos del vuelo espacial. La más importante de estas pruebas fue someter al animal a diferentes sonidos y

Veinte veterinarios y cuidadores, con seis de los mejores animales seleccionados en la base Holloman, fueron trasladados a Cabo Cañaveral el 2 de enero de 1961, donde se les asignó una sala separada. En la nueva ubicación se inició primero un periodo de aclimatación, ya que los monos fueron trasladados desde la altitud de Holloman, de unos 1.500 metros sobre el nivel del mar, hasta el nivel del mar, por lo que los valores de salud medidos de los monos cambiaron por razones objetivas. A continuación, los animales se dividieron en dos grupos separados en los que los miembros de ambos grupos no podían entrar en contacto, evitando así que una posible enfermedad infecciosa se extendiera por todos los candidatos al mismo tiempo. Durante el periodo previo al lanzamiento, los chimpancés practicaron a diario las tareas que habían aprendido en Holloman, sólo que esta vez las señales de luz y sonido y los brazos de respuesta se incorporaron a una maqueta de cabina Mercury a tamaño real para que los animales se acostumbraran al nuevo «entorno de trabajo».El día antes del lanzamiento, un miembro del Grupo de Trabajo Espacial y un veterinario del equipo de Holloman examinaron a los animales y seleccionaron al candidato más adecuado, Ham. Al chimpancé asignado al vuelo también se le asignó un respaldo, una hembra llamada Minnie. En el caso de los dos ejemplares seleccionados, el proceso de lanzamiento comenzó 19 horas antes de lo previsto, cuando se les colocaron biosensores para medir sus constantes vitales y se les suministró una dieta. Siete horas y media antes de la salida, se llevó a cabo un último control médico. Cuatro horas antes del despegue, los dos animales fueron colocados en asientos presurizados especialmente diseñados para el vuelo y llevados a la plataforma de lanzamiento.

El lanzamiento de Mercury-Redstone-2 tuvo lugar el 31 de enero de 1961 a las 11:55 (16:55 UTC), tras una serie de retrasos en el lanzamiento debidos a problemas (el ascensor de la plataforma de lanzamiento se atascó, había demasiada gente innecesariamente en el entorno de la plataforma de lanzamiento, un sistema tardó 20 minutos más en asentarse y la tapa de uno de los conectores del cohete se atascó). El viaje del chimpancé no estuvo exento de problemas. Un minuto después del lanzamiento, los datos de telemetría detectaron una desviación de 1 grado en la trayectoria, y la desviación aumentó. La aceleración duró 137 segundos, momento en el que el motor automático del cohete se apagó según lo programado. El cohete de rescate detectó la parada del motor como un fallo, pero en lugar de desconectarse, se encendió y siguió elevando la cápsula. El fallo del cohete de escape provocó un exceso de velocidad de la nave, superando su velocidad prevista de unos 7081 km

A pesar de las dificultades, el mono hizo un gran trabajo. Al igual que en el ejercicio en tierra, tuvo que tirar de palancas en varias señales y sólo falló dos de las 50 veces (de nuevo, castigado con una pequeña descarga eléctrica). Al aterrizar, se hizo evidente un problema más para el control. El fallo se produjo durante la separación de los cohetes y el falso lanzamiento del cohete de rescate, los cohetes de refuerzo de los frenos utilizados para el ajuste de la trayectoria final en el aterrizaje (que estaban agrupados en un «paquete» y atados al fondo de la cabina para facilitar su desprendimiento al final del frenado) se desprendieron prematuramente. Por lo tanto, la maniobra de frenado no tuvo lugar en la parte superior de la trayectoria. A continuación, la cápsula volvió a la atmósfera y, debido a los múltiples cambios de trayectoria, Ham fue sometido a 14,7 G en la máxima desaceleración. Los problemas no abandonaron la nave en el descenso. Ham se estrelló en el Océano Atlántico tras un vuelo de 16 minutos y 39 segundos, a 679 kilómetros del lugar de lanzamiento y a 90 kilómetros del barco más cercano, el destructor USS Ellison. Durante el aterrizaje, la cabina resultó dañada, el escudo térmico fue arrancado y hubo una fuga, por lo que el agua comenzó a entrar en la cabina, amenazando con hundirla. Un avión de búsqueda y rescate P2V enviado para supervisar el aterrizaje y localizar la ubicación de la cabina en el agua descubrió la cabina del Mercury volcada en el agua 27 minutos después del aterrizaje. El mando ordenó entonces a la Marina que ordenara el uso de helicópteros para un rescate temprano, ya que la recuperación de la embarcación habría tardado al menos 2 horas. El portahelicópteros más cercano, el USS Donner, envió un helicóptero de búsqueda y rescate, que finalmente recuperó la cápsula espacial que se hundía. Los pilotos estiman que se habían acumulado unos 360 litros de agua en el interior de la cabina en el momento de su recuperación. Además de los daños en la pared de la cabina, el agua entró en ella a través de una válvula (la misma por la que se escapó el aire durante la fase inicial del vuelo y que permaneció abierta). Tras la extracción, el helicóptero transportó la cabina al USS Donner y se abrió la puerta a bordo. Los marines encontraron a Ham atado a su asiento, sano y salvo. El animal, que estaba en buenas condiciones, recibió una manzana y una naranja de la galera, que consumió con fruición.

La misión de Ham no fue un claro éxito, por lo que fue necesario realizar cambios en el cohete y probar su funcionalidad en otro vuelo de prueba antes de realizar un vuelo espacial tripulado.

Mientras tanto, también se avanzaba en la otra rama del experimento, el vuelo orbital. La clave era hacer que el cohete Atlas fuera apto para el espacio para el programa Mercury, que había fracasado estrepitosamente con el Mercury-Atlas-1. Durante la investigación del accidente, las sospechas se centraron en el diseño del cohete como posible origen del fallo. El Atlas era un cohete denominado queroseno-oxígeno (es decir, que utiliza queroseno RP-1 como combustible y oxígeno licuado como oxidante), que tuvo su primer lanzamiento con éxito el 17 de diciembre de 1957 como misil balístico militar. La filosofía de diseño de la estructura era bastante singular, los ingenieros utilizaron el llamado método del «globo de gas»: los tanques de la nave estaban hechos de acero inoxidable más fino que el papel y se llenaban al ritmo de su evacuación con gas helio a una presión de 170-413 kPA, lo que proporcionaba resistencia estructural a todo el cohete. Según los probadores, el cohete estalló o se desmoronó debido a la insuficiente resistencia estructural, por lo que el siguiente cohete Atlas recibió una correa de acero (conocida como freno de unión o cinturón en el argot de los astronautas) como refuerzo para compensar la debilidad estructural de la versión de «paredes finas». La correa se probó por primera vez en un laboratorio y en un túnel de viento y resultó ser adecuada, pero hubo un largo debate entre el Grupo de Trabajo Espacial, el Ejército del Aire y Convair sobre si era una solución adecuada. Al final, la opinión mayoritaria del STG y de Convair recomendó a James Webb, el nuevo jefe de la NASA, que autorizara el vuelo (Webb, como líder de pocos días, asumió el riesgo de ir en contra de la Fuerza Aérea, que tenía más experiencia en el manejo del cohete y se oponía al experimento, y de hacer recaer sobre él y la NASA todas las consecuencias de un fracaso).

Sin embargo, extrañamente, los ingenieros no especificaron una prueba orbital, sino sólo una suborbital, como medida de precaución, el cohete debía limitarse a acelerar la cápsula Mercury hasta un salto espacial automático. Se tomó la decisión de Webb y el cohete, el cohete tripulado y el cohete de rescate se montaron rápidamente y se prepararon para el lanzamiento. El 21 de febrero de 1961, a las 9:28 (14:28 UTC), la nave fue lanzada sin problemas, supervisada por los controladores del centro de control local. Varias personas apenas se atrevían a respirar en el lanzamiento, y se oyeron suspiros de alivio cuando, tras un minuto de vuelo, el cohete y la nave pasaron la zona Q máxima y siguieron acelerando según lo previsto. La telemetría indicó secuencialmente la parada del vehículo de lanzamiento, la separación de la nave del cohete, la separación de la torre de escape, el vuelco de la nave hacia el encendido de los frenos, la maniobra de frenado realizada y, finalmente, la separación del paquete de frenos. En ese momento se perdió el contacto por radio debido a la distancia, pero pronto el USS Greene, que había salido, informó de que estaba captando señales de la cápsula y el cohete que regresaban, y que estaba supervisando visualmente la reentrada. En la zona de aterrizaje (una elipse de 20×40 millas de diámetro con errores), el USS Donner esperaba la llegada de la nave. El destructor localizó la nave y los helicópteros de rescate enviados subieron a Mercury a bordo en 24 minutos. El intento fue todo un éxito.

Los ingenieros consideraron vital probar el comportamiento del sistema de la nave en el rango de presión dinámica máxima (max Q), y esperaban avanzar en este ámbito repitiendo el fallido vuelo del Little Joe 5 (aunque ya se disponía de datos de las pruebas de Mercury-Atlas). Por ello, se ha querido repetir la LJ-5, sobre todo teniendo en cuenta que el intento de la izquierda no ha logrado identificar claramente la causa del fracaso.

El 18 de marzo de 1961, a las 11:49 (16:49 UTC), el Little Joe 5 fue lanzado desde la isla Wallop, pero esta vez no todo funcionó bien. Apenas 20 segundos después del lanzamiento y 14 segundos antes del límite de tiempo, el cohete de escape se activó de nuevo, la nave se separó del cohete y estuvo a punto de chocar con él, para luego descender al océano con el paracaídas. La cápsula aterrizó finalmente a 28 kilómetros del punto de aterrizaje designado con un paracaídas ligeramente dañado. Según el análisis posterior al vuelo, la presión dinámica (arrastre) ejerció una fuerza de deformación estructural tal sobre la estructura de la nave que la torsión del fuselaje y el retroceso del mismo acabaron por ensuciar la electrónica, lo que dio una falsa orden de aborto. El experimento volvió a ser infructuoso, o al menos parcialmente exitoso.

El lanzamiento también dio a la tripulación de tierra la oportunidad de practicar en condiciones reales, que más tarde encontrarían con los vehículos de lanzamiento espacial humanos. El día del lanzamiento, se estacionó un vehículo blindado M113 a 300 metros del lugar de lanzamiento, en el que la tripulación -incluido el «jefe de bomberos» que supervisó el lanzamiento- tomó asiento y esperó a que el volador de huesos hiciera su trabajo en el ruido del lanzamiento. Otro vehículo -un camión vacío recubierto de amianto- se estacionó a 20 metros del deflector del chorro de gas del cohete, simulando la posición de la torre de escape móvil. Durante los preparativos del lanzamiento, hubo un pequeño problema con el aumento de la temperatura del combustible hasta casi el punto de ebullición y un derrame de líquido del cohete. El proceso de repostaje estaba controlado por un ordenador, que tuvo que ser ajustado para resolver el problema.

El 24 de marzo de 1961, a las 12:30 hora local (17:30 UTC), se lanzó el cohete. El cohete despegó como estaba previsto, aunque la velocidad de fin de fuego fue de 26,7 m

Tras el éxito de la primera prueba del misil Atlas, han comenzado los preparativos para la siguiente prueba. Ahora es seguro que el cohete de producción mejorado D-100 se utilizará para esta prueba, con la cabina Mercury número 8. La mejora consistió en sustituir la pared lateral del cohete por un material más grueso, que prometía una mayor estabilidad estructural, para evitar que el Mercury-Atlas-1 se estrellara por este motivo. El plan original era que el Atlas llevara la cápsula Mercury en un vuelo balístico de larga trayectoria sobre el Atlántico (2.000-2.500 km en lugar de los 400-500 km del salto espacial Mercury-Redstone), pero tras el vuelo de Gagarin el plan de vuelo se reescribió por completo y ahora se planeó un vuelo orbital de una sola vuelta. Además, se equipó una nave espacial con un «robot» que, además de recibir diversos instrumentos, pudo imitar la respiración mediante un sistema especial de bombas para medir las cargas durante el vuelo, probando así el sistema de soporte vital. Según el Plan B, si el cohete Atlas no hubiera alcanzado la velocidad requerida, el vuelo podría haberse interrumpido en cualquier punto del Atlántico y transformarse en una misión al menos tan cercana al vuelo suborbital como se había previsto inicialmente.

Mercury-Atlas-3 fue lanzado el 25 de abril de 1961 a las 11.15 hora local (15:15 UTC) sin mayores retrasos, pero debido a un fallo del sistema de control -la nave voló en línea recta y no se fijó en su órbita- tuvo que ser autodestruido en el segundo 43 del vuelo. La única unidad que funcionaba era el cohete de escape, que separaba automáticamente a Mercury antes de que el Atlas explotara, para que luego pudiera descender al océano. Parte de los restos del Atlas, incluido su sistema de guiado, se encontraron dos meses después en el lugar del accidente, profundamente incrustados en el barro, lo que permitió identificar la causa del fallo.

En la isla de Wallop se estaban llevando a cabo los preparativos para el séptimo lanzamiento de los Little Joe, ya que se consideraba absolutamente necesario realizar las pruebas fallidas de los LJ-5 y LJ-5A. Para ello, utilizaron la cabina Mercury número 14, que esta vez estaba cargada con más instrumentos. El plan original consistía en que el cohete ascendiera por una trayectoria empinada hasta los 15 000 m, donde podría desprenderse de la nave espacial, la torre de escape podría desprenderse, el paracaídas podría eyectarse de la carcasa del paracaídas y podría comenzar el aterrizaje. La fuerza Q máxima de unos 5000 kg

El 28 de abril de 1961, a las 9:03 (14:03 UTC), tuvo lugar el despegue. Los observadores vieron inmediatamente que uno de los motores del Castor no había arrancado, lo que hacía evidente que la trayectoria sería mucho más baja. Al final, el cohete llevó la nave a una altitud de sólo 4.500 metros, mientras que la fuerza detectada durante el Q máximo fue casi el doble. La interrupción prevista del vuelo se produjo a los 33 segundos. Finalmente, la nave aterrizó a 3,5 kilómetros del punto de aterrizaje y el helicóptero de rescate la sacó sin problemas. Dada la estructura, que puede soportar el doble de carga, el experimento fue declarado un éxito, a pesar de que la trayectoria estaba completamente fuera de lugar.

El fracaso de Mercury-Atlas-3 ha modificado por completo los planes para el siguiente vuelo. Los planes originales incluían una repetición del salto espacial anterior con un mono a bordo, pero más tarde se cambió por un astronauta robot que sustituyera al mono y un vuelo con 3 órbitas a la Tierra, que la NASA llevaría a cabo en abril de 1961. Luego, debido al fracaso del MA-3 y a una serie de retrasos en la producción del Atlas, el experimento se pospuso y se cambió el plan de vuelo. Además, se tomó la inusual decisión de utilizar la cabina 9 del Mercury para el vuelo: la cabina 8 del MA-3, que se había caído al mar, se sacó del mar, se hicieron las reparaciones y sustituciones necesarias y se montó sobre el cohete Atlas. Posteriormente, se encontraron transistores defectuosos de fábrica en la planta de fabricación y se sospechó que podrían haber sido utilizados en el Atlas e incluso en la nave espacial, por lo que el conjunto ya montado fue devuelto al hangar y desmontado de nuevo. La NASA ordenó entonces una inspección lo más exhaustiva posible, ya que Estados Unidos no podía permitirse llegar tarde a la carrera espacial -sobre todo después de los logros de Gagarin y Tyitov- y menos aún fracasar. La fecha de lanzamiento también se retrasó durante mucho tiempo por las inspecciones, mientras llegaba la temporada de huracanes, y los preparativos tuvieron que detenerse dos veces por culpa de los huracanes.

Los nuevos planes preveían que Mercury-Atlas-4 volara en órbita, no suborbital, sino orbital, con sólo una órbita alrededor de la Tierra. Durante este tiempo, se pudo observar el comportamiento del cohete y de la nave espacial durante todo el proceso de lanzamiento (y del cohete durante tres días más hasta que la desaceleración natural lo devolvió a la atmósfera). En esencia, todo (aceleración, separación del cohete, frenado, reentrada) era muy similar a los saltos espaciales, pero a mayor escala, con una mayor carga en la estructura, un mayor escudo térmico y una mayor área a cubrir por los equipos de búsqueda y rescate desplegados en el mar.

Finalmente, el 13 de septiembre de 1961 se lanzó la cuarta nave espacial Mercury-Atlas, que orbitó con éxito alrededor de la Tierra. La mayor pregunta tras el lanzamiento era si el refuerzo estructural proporcionado por la pared lateral engrosada sería suficiente para el cohete. Aunque los instrumentos midieron fuertes vibraciones en los primeros segundos, el cohete resistió bien tanto esta carga como la posterior vibración dinámica máxima (la carga de vibración máxima, llamada max Q, que varía con la densidad y la velocidad del aire). La nave espacial se comportó de forma insuficiente o excesiva en algunos parámetros de vuelo y finalmente se situó en una órbita ligeramente diferente pero satisfactoria alrededor de la Tierra. Durante la órbita, la única anomalía observada fue en el sistema de suministro de oxígeno, que se quedó sin el gas necesario para mantener al astronauta (aparentemente debido a una pequeña fuga en ausencia de un usuario) mucho más rápido de lo previsto. Los demás sistemas han funcionado satisfactoriamente. Al final de la órbita única, en la zona de Hawai, el sistema de control frenó la nave con cohetes de desaceleración y la cápsula inició su reentrada en la atmósfera. Tras un vuelo de 1 hora, 49 minutos y 20 segundos, aterrizó a 176 kilómetros de las Bermudas, donde fue recogida por el destructor USS Decatur. El vuelo fue un éxito, y el análisis posterior consideró que todas las operaciones eran satisfactorias.

Mercury-Scout-1 fue un experimento independiente de la NASA, no para evaluar las capacidades y la idoneidad del hardware de Mercury, sino para probar la red de seguimiento por radio en tierra para vuelos posteriores. En la época del programa Mercury, aún no existían los satélites de comunicación geoestacionarios, por lo que las comunicaciones por radio con las naves espaciales en órbita terrestre se realizaban mediante estaciones de radio terrestres y barcos que patrullaban los mares a lo largo de la trayectoria prevista de una nave espacial tripulada posterior. El principio consistía en que, cuando la nave espacial se acercaba a unos cientos de kilómetros de una estación receptora, se establecía el contacto por medio de bandas de radio de onda corta (RH), de onda ultracorta (URH) o de frecuencia ultraalta (UHF), y de señales de radar de banda C y S. Fuera del alcance de las estaciones receptoras terrestres, la nave espacial voló sin contacto con el suelo. Las propias estaciones estaban conectadas al centro de control de la NASA por tierra, cables submarinos y enlaces de radio de onda larga.

El plan consistía en utilizar un cohete Scout modificado para lanzar un satélite de comunicaciones en miniatura que simularía la nave espacial Mercury. El satélite MS-1, de 67,5 kg, tenía la forma de una caja cuadrada que contenía dos unidades de recepción de comandos, dos mini balizas de posicionamiento, dos balizas de telemetría, transpondedores de radar en banda S y C y antenas; los instrumentos se alimentaban con una batería de 1.500 vatios-hora. El primer intento de lanzar el Mercury-Scout-1 se realizó el 31 de octubre de 1961, pero el motor del cohete no arrancó. La tripulación revisó el cableado de encendido y programó un nuevo lanzamiento para el día siguiente. El 1 de noviembre de 1961, a las 10:32 UTC (15:32), se lanzó el vehículo de prueba, pero a los 28 segundos de vuelo, la primera etapa del cohete comenzó a desintegrarse, y a los 43 segundos, el control emitió la orden de autodestrucción. El fallo se atribuyó a la ineptitud de un técnico que había instalado uno de los mazos de cables del sistema de control al revés. Posteriormente, la NASA canceló las pruebas del Mercury-Scout, ya que otros vuelos experimentales ya habían logrado orbitar la Tierra y probar el sistema de seguimiento.

Debido a la falta de fiabilidad del cohete Atlas -y a pesar del retraso-, los responsables de la NASA decidieron que antes de lanzar una nave espacial con un astronauta a bordo, seguirían el mismo calendario que para los saltos espaciales, y harían primero un vuelo de prueba con un chimpancé. Para ello, han preparado un cohete Atlas (Atlas 93-D) y una nave espacial Mercury (nº 9) para el vuelo, y han desplegado un equipo de cinco monos y sus entrenadores, veterinarios, desde la base aérea de Holloman hasta Cabo Cañaveral. Los monos fueron sometidos al llamado ciclo de cuatro problemas, que simulaba el trabajo en el espacio y que luego tendrían que realizar en un vuelo espacial. En él, los monos tenían que tirar de dos palancas con la pata izquierda o derecha en respuesta a diferentes señales luminosas, con una débil descarga eléctrica en caso de respuesta errónea. A continuación, tras una luz verde, había que tirar de una palanca con 20 segundos de retraso, tras lo cual el mono recibía agua (no se daba ninguna descarga si el tiempo era erróneo, pero había que repetirlo hasta que el tiempo fuera correcto). En tercer lugar, había que tirar de una palanca exactamente 50 veces, tras lo cual el mono recibía un trozo de plátano. Por último, en la cuarta prueba, la pantalla mostraba triángulos, cuadrados y círculos (tres en una fila, dos idénticos y uno diferente), y el sujeto tenía que seleccionar el símbolo que no encajaba en la fila, de nuevo, por supuesto, castigado con una descarga eléctrica por equivocarse. Del grupo de cinco monos, los médicos seleccionaron finalmente a Enos, el chimpancé macho (Enos significa «hombre» en hebreo y griego, antes el chimpancé sólo era conocido por su número de registro, 81).

Mercury-Atlas-5 despegó el 29 de noviembre de 1961 y orbitó la Tierra con normalidad, con sólo pequeños errores en los sensores que no afectaron significativamente al vuelo. Enos continuó los ejercicios tal y como había sido entrenado para los cuatro ciclos de problemas anteriores. Sin embargo, en la segunda órbita comenzaron a surgir una serie de problemas. Lo más problemático fue que el mono empezó a electrocutarse incluso cuando respondía correctamente, por lo que la prueba empezó a dar resultados falsos, y cuando el mono arrancó los sensores que medían las constantes vitales enfadado, la recogida de datos médicos se detuvo. Sin embargo, un problema más grave fue el fallo de uno de los chorros de dirección. Un trozo de metralla metálica en el conducto de combustible provocó un mal funcionamiento de la boquilla, haciendo que la posición espacial de la nave se desviara de la correcta. El sistema automático lo corregía de vez en cuando con los otros surtidores, pero esto hacía que se gastara más combustible del esperado. El fallo amenazaba con que, al final de la tercera órbita prevista, el propulsor que alimentaba los impulsores se agotara y la nave no pudiera posicionarse correctamente para el frenado y, por tanto, no pudiera salir de la órbita en la fecha prevista. Por ello, Chris Kraft, el director del vuelo, decidió al final de la segunda órbita acortar el vuelo y hacer descender a Enos. El aterrizaje fue un éxito perfecto, ya que Mercurio se posó en el océano Atlántico tras dos órbitas y 3 horas 20 minutos 59 segundos de vuelo frente a la isla de Bermudas. Las evaluaciones posteriores al vuelo lo consideraron un éxito, allanando el camino para el vuelo orbital humano.

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Vuelos humanos

Tras los vuelos preparatorios no tripulados, Mercury-Redstone-3 se convirtió en el primer intento de la NASA de lanzar un astronauta estadounidense al espacio. El programa se había ampliado antes a los saltos espaciales orbitales y suborbitales, al conocerse los avanzados y exitosos experimentos espaciales de los soviéticos, y el primer vuelo con un humano en la nave se planeó como un salto espacial. La ambición estadounidense era que el primer astronauta estadounidense fuera el primer hombre en el espacio, pero los ingenieros soviéticos se adelantaron a la NASA y lanzaron el Vostok-1 con Yuri Gagarin a bordo el 12 de abril de 1961, y Estados Unidos perdió este capítulo de la carrera espacial. El vuelo soviético no hizo sino aumentar la presión sobre la NASA, y John F. Kennedy instó a Estados Unidos a poner un transbordador espacial en el espacio lo antes posible como respuesta.

Como resultado de un proceso especial de selección -el director de selección de la tripulación de la NASA, Robert Gilruth, hizo que los propios candidatos a astronauta votaran sobre quién creían que era el más adecuado para ser el primero en volar, además de ellos mismos-, Alan Shepard fue nominado para el histórico vuelo.

El vuelo tuvo lugar el 5 de mayo de 1961. La misión de Shepard consistió en un vuelo de unos 15 minutos, durante el cual tuvo que cruzar la llamada Línea Carmine, el límite teórico del espacio a 100 kilómetros de altura, mientras supervisaba los sistemas de la nave e informaba de sus parámetros operativos. También tuvo que controlar las reacciones de su propio cuerpo para demostrar que el vuelo no supondría una tensión insoportable para el cuerpo humano. Según el plan de vuelo, el lanzamiento estaba previsto para las 7:00 horas, pero se retrasó durante horas debido a los repetidos retrasos en el lanzamiento. Este es uno de los errores de diseño más extraños en la historia de los vuelos espaciales. Durante los preparativos del lanzamiento, que finalmente se prolongaron durante casi 3 horas, el astronauta tuvo ganas de orinar, a lo que siguió una larga discusión en la sala de control sobre cómo solucionarlo (ya que no se había diseñado ningún sistema de recogida de orina en el traje espacial). Al final, como lo menos malo, el control «permitió» que el astronauta orinara.

Por último, la nave espacial con indicativo de radio Freedom 7 se lanzó con éxito desde Cabo Cañaveral LC-5. El cohete Redstone puso la nave Mercury en una órbita parabólica con una altitud máxima de 187 kilómetros, convirtiendo a Shepard en el primer estadounidense en pisar el espacio. El vuelo duró 14 minutos 49,41 segundos, mientras Shepard informaba de las características operativas de la nave, observando la superficie de la Tierra. El único fallo menor se produjo en el aterrizaje: mientras que el paquete de cohetes utilizado para el frenado se desprendió correctamente, la luz indicadora de la cabina mostró lo contrario. La nave aterrizó con éxito en el Océano Atlántico al noreste de las Bahamas y fue llevada a bordo por el portaaviones USS Lake Champlain.

Tras el éxito del vuelo, el presidente John F. Kennedy tuvo el punto de referencia adecuado para ampliar el programa espacial estadounidense, anunciando el programa Apolo, lo que hizo 20 días después ante el Congreso de Estados Unidos. El Presidente concedió a Alan Shepard la Medalla al Servicio Distinguido de la NASA por sus logros, y los medios de comunicación lo convirtieron en un héroe nacional.

Mercury-Redstone-4 se convirtió en el segundo vuelo espacial de la NASA que llevó a un hombre al espacio. El objetivo principal del vuelo era repetir el viaje de Alan Shepard en seis semanas, para demostrar su capacidad de confianza. La nave fue modificada de varias maneras, dos de las más importantes fueron la instalación de una puerta desmontable en la cabina y una gran ventana. La puerta podía agilizar el rescate de emergencia al tiempo que era más ligera que la alternativa (un mecanismo de cierre más complejo), y la ventana era tanto un cambio de filosofía de diseño como un punto de observación práctico. Anteriormente, los ingenieros consideraban al astronauta como un pasajero y no como el conductor de la nave, sin preocuparse por su visión, pero la acción asertiva de los astronautas ha cambiado esta percepción.

El astronauta Virgil «Gus» Grissom fue asignado al vuelo (su apoyo fue John Glenn). El vuelo debía haber despegado el 18 de julio de 1961, pero el lanzamiento tuvo que ser aplazado hasta el día siguiente debido a las condiciones meteorológicas adversas, y luego durante otros dos días debido a las mismas malas condiciones un día después. Finalmente, el 21 de julio de 1961, se dieron las condiciones para el lanzamiento de Grissom a las 7:20:36 hora local (12:20:36 UTC). El indicativo de la nave era Liberty Bell 7. La fase de aceleración duró 142 segundos, el tiempo que tardó el cohete Redstone en acelerar la nave, que estaba a 2 km

Las tareas de Grissom comenzaron después de que la propulsión se detuviera, en la fase de gravedad cero. En primer lugar, tuvo que realizar pruebas de control manual de la nave, de cabeceo, de movimiento del ventilador y de rotación alrededor del eje (esta última no se realizó por falta de tiempo), seguidas de minutos de observación de la superficie terrestre. El astronauta pasó unos 5 minutos en gravedad cero y alcanzó una altura máxima de 190 kilómetros. A continuación se inició la maniobra de frenado para dirigir la cápsula hacia el punto de aterrizaje designado. La nave atravesó la atmósfera sin ningún problema en particular, luego a 6300 metros se desplegó el paracaídas de despliegue y a 3700 metros se desplegó el paracaídas principal y Liberty Bell 7 aterrizó sin problemas en el Océano Atlántico, al noreste de las Bahamas. Tras el aterrizaje, Grissom comenzó a prepararse para la extracción con un helicóptero de rescate, pero entonces, de forma inesperada, la puerta de la cabina, recientemente desarrollada, se rompió y el agua comenzó a entrar en la cabina, que empezó a hundirse. El astronauta fue evacuado de la cápsula y uno de los helicópteros que llegaron comenzó a levantar la cápsula y a Grissom. El helicóptero que elevó la cápsula tuvo primero un problema de presión de aceite, luego la masa de la cápsula inundada no pudo ser soportada por el helicóptero, que tuvo que liberar la Liberty Bell 7, que se hundió en cuestión de momentos. Grissom también tuvo problemas, ya que la sección del cuello del traje no sellaba correctamente, lo que hacía que el aire se escapara y mantuviera al astronauta a flote, y las palas del rotor de los dos helicópteros que se cernían sobre él azotaron el agua a su alrededor de tal manera que se sumergió repetidamente y estuvo a punto de ahogarse. Finalmente fue rescatado, pero la cabina hundida se llevó consigo los valiosos datos registrados por los registradores de datos de vuelo. Una de las cuestiones más importantes era averiguar por qué explotó la puerta y si esta solución podría utilizarse con seguridad en futuras expediciones, pero tanto la cabina como la puerta se hundieron a una profundidad de 4.500 metros, y sólo se pudo confiar en el relato de Grissom, que afirmó que la puerta se había activado accidentalmente sin su participación. Se dudó de la afirmación del astronauta, sobre todo teniendo en cuenta que un ejemplo de prueba de la puerta de la cabina no había provocado una explosión accidental, superando significativamente los parámetros de funcionamiento, pero Grissom insistió en que la puerta había funcionado mal y esta versión fue finalmente aceptada como la oficial.

El camarote llevaba 38 años en el fondo del océano, a unos 4.500 metros de profundidad, cuando la empresa Oceaneering, dirigida por Curt Newport, lo buscó primero y lo sacó a la superficie con sumergibles robóticos de exploración en aguas profundas, en el marco de una expedición patrocinada por la cadena de televisión Discovery Channel. Los tres intentos anteriores de Oceaneering de localizar la cabina utilizando la tecnología desarrollada para recuperar los restos del transbordador espacial Challenger y los datos de la NASA fracasaron en 1987, 1992 y 1993. Posteriormente, Newport convenció a la empresa de televisión Discovery Channel para que financiara una expedición independiente dedicada exclusivamente a la búsqueda y recuperación de la nave, y la expedición, que se hizo a la mar en la segunda quincena de abril de 1999, descubrió los «restos» relativamente intactos el 1 de mayo de 1999 y los sacó a la superficie el 20 de julio de 1999 (el 30º aniversario del alunizaje). La cápsula fue transportada al Kansas Cosmosphere and Space Center para su exhibición.

Mercury-Atlas-6 fue el tercer vuelo espacial humano del programa y el primero de Estados Unidos en poner en órbita una nave espacial humana. Además, este vuelo es el tercero en la historia de los vuelos orbitales, sólo precedido por Yuri Gagarin y German Tyitov. Para el público estadounidense, este tercer puesto también fue un revés, ya que no logró «compensar» el otro primer puesto de Gagarin en la carrera espacial, y el vuelo de 17 órbitas y un día de Tyitov demostró de forma espectacular la magnitud de la diferencia estadounidense. Durante algún tiempo, la única esperanza que quedaba en la opinión pública era la tenue esperanza de un vuelo en órbita en 1961, pero esta esperanza se desvaneció a medida que los preparativos para el vuelo orbital seguían deslizándose. La clave del vuelo, el flamante cohete Atlas, el único en EE.UU. capaz de acelerar un objeto de 1,5-2 toneladas hasta su primera velocidad cósmica, era muy poco fiable y los vuelos de prueba estuvieron plagados de una serie de fallos que impidieron a la NASA autorizar el primer experimento con humanos en vivo. En una serie de vuelos de prueba, el Mercury-Atlas-1 explotó en el segundo 58 del vuelo, presumiblemente debido a una debilidad estructural del cohete, y el Mercury-Atlas-2 compensó el fracaso con un vuelo exitoso. Posteriormente, el cohete Atlas, reforzado estructuralmente, volvió a fallar en Mercury-Atlas-3, y tuvo que ser detonado a distancia debido a un fallo en su sistema de guiado. El Mercury-Atlas-4 tuvo más suerte, y con la nave espacial robótica a bordo, la cápsula Mercury completó una órbita alrededor de la Tierra.

La NASA decidió que, debido a la escasa fiabilidad, había que incluir un vuelo de prueba más en el programa antes de permitir que un humano subiera a bordo: se utilizó un mono para simular un vuelo humano. Siguiendo el modelo de Mercury-Redstone-2, cuando el chimpancé Ham voló y resolvió tareas, un chimpancé macho llamado Enos fue entrenado para una tarea relativamente compleja y lanzado el 29 de noviembre de 1961 en Mercury-Atlas-5. La prueba fue un éxito, aunque un fallo en el sistema de dirección hizo que la nave tuviera que ser derribada al final de la segunda órbita en lugar de la tercera. La dirección de la NASA designó a John Glenn como astronauta de reserva para los dos saltos espaciales (Scott Carpenter fue designado como reserva para este vuelo). Glenn, en ejercicio de su prerrogativa, eligió el indicativo de llamada Friendship 7, eligiendo así el nombre de la nave.

Tras varios retrasos, el lanzamiento tuvo lugar el 20 de febrero de 1962 a las 9:47:39 (14:47:39 UTC), hora de Florida. Esta vez el Atlas funcionó perfectamente y la nave se situó en una órbita elíptica de 159×265 km, casi exactamente como estaba previsto. Las tareas de Glenn consistían en controlar los instrumentos, observar la superficie de la Tierra, realizar diversos movimientos corporales y ejercicios de observación visual, y dirigir manualmente la nave espacial. En la primera órbita, la nave funcionó perfectamente, pero al final de la órbita surgió un pequeño problema, uno de los chorros del timón empezó a funcionar mal, y Glenn tuvo que compensarlo manualmente de vez en cuando. Además, se observó la ciudad de Perth, en Australia, y aparecieron misteriosas chispas (Glenn las llamó «luciérnagas») alrededor de la nave espacial sobre el océano Pacífico (sólo mucho más tarde se descifró el fenómeno, que eran fragmentos de hielo formados por el desprendimiento de aguanieve congelada de las paredes de la nave por la luz del sol, que brillaban a la luz del sol como chispas). Al final de la primera órbita, un instrumento mostró que el escudo térmico no estaba en una posición fija y podría haberse desprendido durante el frenado para la reentrada. A partir de entonces, el control trabajó para resolver el problema.

La segunda y tercera rondas fueron similares a la primera, con observaciones visuales y compensación manual del efecto de desviación de la boquilla defectuosa. Sin embargo, el continuo contravolanteo consumió demasiado propulsor y, al cabo de un tiempo, la nave quedó a la deriva. Al final de la tercera órbita, llegó el momento de aterrizar. Control dio instrucciones a Glenn para que no desprendiera el llamado paquete de aterrizaje (un paquete de cohetes de frenado unido por correas de cuero al escudo térmico), sino que lo dejara en su sitio hasta que el calor generado por la reentrada lo quemara y lo desprendiera, permitiendo que el escudo térmico permaneciera unido el mayor tiempo posible una vez que las fuerzas aéreas pudieran mantenerlo en su sitio. La solución funcionó, Glenn demostró un aterrizaje sin problemas a pesar de la preocupación de que la nave no se estabilizara en el aterrizaje debido al agotamiento prematuro del propulsor y Friendship 7 se balanceara mucho más allá de su diseño. Finalmente, la nave aterrizó en el Océano Atlántico cerca de las Islas Turcas y Caicos, a 64 kilómetros del punto de aterrizaje previsto, tras un vuelo de 4 horas 55 minutos 23 segundos. La nave fue llevada a bordo del destructor USS Noa.

Tras el vuelo, el presidente John F. Kennedy concedió a Glenn la Medalla al Servicio Distinguido.

Mercury-Atlas-7 fue el cuarto vuelo de la NASA con un ser humano a bordo, y el segundo en el que la nave se puso en órbita terrestre, completando tres órbitas. Con Vostok-1 y -2 y Mercury-Atlas-6, ya se había decidido que el capítulo de la carrera espacial para enviar al primer astronauta al espacio se había decantado a favor de la Unión Soviética, pero Estados Unidos quería continuar con el programa, en parte para demostrar que el primer vuelo orbital estadounidense no era una casualidad y en parte para adquirir la experiencia necesaria para alcanzar el máximo histórico de la Luna. En cualquier caso, el propósito del vuelo se modificó en el sentido de que el astronauta debía realizar más tareas científicas durante las tres órbitas, en contraposición a las observaciones y tareas de ingeniería previstas para Glenn. El recién formado Comité Ad Hoc de Asignaciones Científicas y Formación para el Programa del Hombre en el Espacio planificó cinco nuevas tareas para el astronauta: soltar un globo de colores desde la nave, que voló atado a Mercurio durante el vuelo, observar el comportamiento de un líquido en una botella sellada en gravedad cero, utilizar un medidor de luz para observar un destello de luz en la superficie de la Tierra, tomar fotografías meteorológicas con una cámara de mano y estudiar el brillo de la atmósfera. Además de los cambios en las tareas, también se modificó la nave: para ahorrar peso, se eliminaron algunos dispositivos que resultaron ser una sobreprotección innecesaria o que ya no proporcionaban datos adicionales en comparación con los vuelos anteriores, y se cambió el cableado del paquete de aterrizaje para evitar que se repitiera el problema experimentado durante el Mercury-Atlas-6, en el que se pensó durante todo el vuelo que el escudo térmico de Glenn podría desprenderse prematuramente y la nave ardería durante la entrada en la atmósfera.

En marzo de 1962 se produjo una complicación inesperada sobre la persona del astronauta asignado al vuelo. El siguiente astronauta nominado para el vuelo fue Deke Slayton, que fue nombrado públicamente por Robert Gilruth en una conferencia de prensa el 29 de noviembre de 1961. Sin embargo, antes, a Slayton se le había diagnosticado una afección cardíaca denominada fibrilación ventricular idiopática, que fue objeto de opiniones médicas divididas, pero que al final de una investigación de varias fases no se consideró un obstáculo para la actividad de astronauta. Sin embargo, a principios de 1962, el jefe de la NASA, James Webb, ordenó una nueva investigación, que volvió a producir opiniones médicas contradictorias, pero Webb aceptó la opinión de un panel de tres hombres de los mejores expertos médicos de EE.UU. que consideraron que no era seguro lanzar a Slayton al espacio, y el 15 de marzo de 1962 se tomó la decisión de sustituir al astronauta inicialmente designado. Curiosamente, no fue sustituido por su reserva oficial, Wally Schirra, sino por el antiguo reserva de Glenn, Scott Carpenter.

La nave, llamada Aurora 7 por su ocupante, fue lanzada desde la plataforma de lanzamiento 14 de Cabo Cañaveral el 24 de mayo de 1962 a las 7.45:16 hora local (12.45:16 UTC). Carpenter completó tres órbitas, realizando experimentos previamente planificados y probando un nuevo tipo de comida para astronautas. Varios de los experimentos fracasaron (las nubes impidieron la observación de los cohetes ligeros lanzados desde la superficie, el globo del experimento de los globos no se infló correctamente y su atadura se enredó en la nave espacial) y los nuevos alimentos no se probaron bien, desmenuzándose, lo que podría haber sido una fuente de problemas en gravedad cero. Carpenter también tuvo problemas para manejar la nave espacial. En general, el tiempo asignado a las tareas era más corto de lo necesario, lo que provocaba prisas por parte del astronauta, que a su vez provocaban errores. Activó modos innecesarios en el sistema de dirección y luego dejó sistemas funcionando en paralelo, consumiendo combustible innecesariamente. Como resultado, se consumió mucho más combustible del previsto, lo que comprometió el control durante la reentrada.

El regreso se convirtió en la parte más problemática del vuelo. Los preparativos para la reentrada empezaron con la colocación correcta de la nave (el plan operativo preveía que la cabina se colocara a 34 grados), pero Carpenter no lo hizo con precisión, por lo que los propulsores no colocaron a Mercurio en la trayectoria parabólica deseada, Además, la observación por parte de Carpenter de lo que antes creía que eran misteriosas partículas brillantes y su identificación como restos congelados en el costado de la nave espacial le hizo retrasar el encendido del encendido de frenado, lo que desvió aún más la trayectoria de la prevista. La fase de frenado atmosférico se realizó sin problemas, pero el aterrizaje estuvo muy lejos del punto previsto. Carpenter aterrizó en el Océano Atlántico, no lejos de las Islas Turcas y Caicos, pero a 405 kilómetros del punto de aterrizaje previsto. El contacto por radio con el astronauta se perdió durante las etapas finales del aterrizaje, y la prensa que cubría el aterrizaje temió que el astronauta se hubiera perdido. A la 1 hora y 7 minutos del aterrizaje, se descubrió un hombre rana y se le entregó a Carpenter, que mientras tanto había salido de la nave en una pequeña balsa salvavidas. Un helicóptero llegó más tarde al lugar para extraerlo a él y a la nave espacial y colocó al astronauta a bordo de la nave nodriza USS Intrepid 4 horas y 15 minutos después del aterrizaje.

Tras el vuelo, Carpenter recibió la Medalla al Servicio Distinguido de la NASA, pero debido a los errores descubiertos durante la evaluación del vuelo, no fue nominado posteriormente para otro vuelo.

Mercury-Atlas-8 fue el quinto vuelo del programa Mercury con un astronauta a bordo. También fue el tercer vuelo que puso con éxito una nave espacial en órbita alrededor de la Tierra. El vuelo también se conoce como Sigma 7, ya que el comandante de la nave espacial (en ejercicio de su prerrogativa) eligió éste como su indicativo de radio. La nave espacial Mercury fue lanzada desde la plataforma de lanzamiento 14 de Cabo Cañaveral el 3 de octubre de 1962 con el astronauta Wally Schirra, piloto de vuelo de la Marina y miembro de los Siete Originales, a bordo.

El vuelo duró 9 horas, 13 minutos y 11 segundos, completando seis órbitas a la Tierra. Esto supuso esencialmente el doble del rendimiento de los dos vuelos Mercury anteriores, aunque el plan original era de siete órbitas, pero debido a la cantidad finita de capacidad de rescate disponible para el despliegue en el mar y la optimización resultante, el plan de vuelo final se redujo a seis órbitas. La nave voló en una órbita elíptica de 285×153 kilómetros, completando cada órbita en 89 minutos.

Para Schirra, la NASA desarrolló una serie de operaciones cuyo objetivo principal era ahorrar el máximo de combustible de maniobra. Para ello, la nave espacial derivaba mucho sin corrección (en palabras de Schirra, «modo chimpancé») y, cuando el astronauta controlaba manualmente los propulsores, el objetivo principal era lograr la máxima economía de operaciones. Durante la mayor parte del viaje se probó el sistema de control automático de la nave, mientras el astronauta realizaba experimentos de navegación basados en las posiciones de las estrellas. Aparte de algunos problemas iniciales con el control de la temperatura del traje espacial de Schirra, las operaciones fueron perfectas, y la nave espacial consumió menos combustible para las maniobras que en cualquier otro vuelo anterior.

El vuelo concluyó con un primer aterrizaje en el Océano Pacífico (cerca de la línea de la fecha en las Islas Midway). La primera misión espacial estadounidense de larga duración fue también el primer aterrizaje en Mercurio que se consideró impecable en todos los detalles en un análisis posterior al aterrizaje. Tras el aterrizaje, Schirra recibió la Medalla al Servicio Distinguido del Presidente,

Mercury-Atlas-9 fue el último vuelo del programa Mercury el 15 de mayo de 1963. Por primera vez, la NASA superó el límite de un día con un vuelo que finalmente duró 34 horas 19 minutos 49 segundos y orbitó la Tierra 22 veces. El pasajero a bordo de la nave Faith 7 era Gordon Cooper -el último astronauta de las Semanas Originales que aún no había volado y no tenía problemas de salud-, que había resuelto una serie de problemas y logrado un vuelo modélico. La misión fue más larga que todos los vuelos anteriores a Mercurio juntos.

La nave espacial tuvo que someterse a pequeños rediseños y modificaciones en el fabricante McDonnell para cumplir con los requisitos del tiempo de vuelo ampliado. La NASA había planeado originalmente un vuelo de 18 órbitas, pero seis meses antes del lanzamiento se decidió enviar la nave y su pasajero en un vuelo de 22 órbitas. Gordon Cooper (y Alan Shepard como refuerzo) fue entonces asignado al vuelo. El lanzamiento tuvo lugar finalmente el 15 de mayo de 1962, tras un intento de lanzamiento aplazado el 14 de mayo. La órbita fue perfecta, y a continuación se llevó a cabo el programa científico, la puesta en órbita de un nanomatélite, la observación de fuentes de luz en él o en diversos puntos de la Tierra, mediciones de radiación, mediciones médicas y fotografías meteorológicas. Cooper fue también el primer estadounidense al que se le exigió que durmiera durante el vuelo, lo que no fue fácil debido a la emoción de ser un astronauta.

La parte más complicada del vuelo se produjo en torno a la 19ª órbita, cuando algunos de los sistemas de la nave comenzaron a fallar. Como resultado, Cooper perdió la capacidad de realizar una reentrada automática controlada y tuvo que realizar el aterrizaje él mismo utilizando el control manual (el método manual era incomparablemente menos preciso que el automático, lo que creaba una situación peligrosa). A pesar de ello, Cooper realizó un aterrizaje perfecto en el Océano Pacífico, muy cerca de los equipos de rescate enviados para recuperarlo.

La pérdida de prestigio del programa Mercury fue finalmente completa, ya que este vuelo representó el máximo rendimiento del programa, mientras que la Unión Soviética ya había lanzado la Vostok-3 el 11 de agosto de 1962 y la Vostok-4 un día después, que habían completado 65 y 48 órbitas respectivamente en un vuelo simultáneo, un rendimiento muy inferior al de la nave y los astronautas de Mercury.

Para comprender el programa Mercurio y evaluar sus resultados, el programa Vostok constituye un punto de referencia. Mientras el presidente Eisenhower anunciaba el satélite como la atracción estadounidense del Año Geofísico Internacional, también lanzaba una extraña competición entre la alta tecnología estadounidense y la soviética. En cuanto a los satélites, los soviéticos siguieron lanzando importantes aparatos espaciales de referencia (el primer satélite, el primer ser vivo, la primera sonda que llegó a la Luna, etc.), mientras que los estadounidenses se quedaron atrás con respecto a los logros soviéticos. El programa Mercury pretendía revertir esta situación, y tuvo un competidor en el programa soviético Vostok (aunque el programa Vostok fue preparado en completo secreto por los soviéticos, ni su nombre ni su rendimiento esperado se hicieron públicos).

Pero en la carrera por poner al primer hombre en el espacio, los estadounidenses volvieron a perder, a pesar de los esfuerzos de Mercury. El 12 de abril de 1961, cuando los preparativos para el primer salto espacial de Mercury estaban muy avanzados, la Unión Soviética puso en órbita la nave Vostok-1 con el primer astronauta del mundo, Yuri Gagarin, a bordo. El viaje de una órbita de Vostok-1 también superó con creces el límite superior de las capacidades de los vuelos espaciales suborbitales estadounidenses, y en el primer intento (anunciado) los soviéticos realizaron un vuelo orbital. El objetivo estadounidense de poner al primer hombre en el espacio se perdió de nuevo, y antes de que el público pudiera ver algún éxito por parte del equipo Mercury, los soviéticos habían vuelto a cosechar el triunfo de las primicias.

Para colmo de males, en respuesta al vuelo de Gagarin, los soviéticos, con gran dificultad, produjeron los escasos saltos espaciales de Alan Shepard y luego de Gus Grissom, y el 6 de agosto de 1961, los soviéticos lanzaron el Vostok-2, con German Tyitov a bordo, que orbitó en el espacio durante más de un día completo. Posteriormente, del 11 al 15 de agosto de 1962, el programa Mercury recibió un nuevo golpe por parte de su rival, cuando se lanzó primero la Vostok-3, y poco después la Vostok-4, y Andriyan Nikolayev y Pavel Popovich realizaron el primer vuelo espacial simultáneo del mundo, situando las dos naves a menos de 5 km de distancia. Además, los dos astronautas soviéticos pasaron 3 y 4 días en el espacio, batiendo con creces el récord espacial de Tyitov, mientras que el programa Mercury se encontraba entonces en su tercera órbita, con un vuelo de pocas horas de John Glenn y Scott Carpenter. El 15 de mayo de 1963, el programa Mercury alcanzó su punto álgido con el vuelo de Gordon Cooper, que duró un día y medio en el espacio, pero los soviéticos lograron una sensación espacial aún mayor un mes después: en 1963, el programa Mercury se completó con el primer astronauta estadounidense, Scott Glenn y John Lennart. El 14 de junio de 1963, los soviéticos lanzaron la Vostok-5 con Valery Bikovsky a bordo, lo que en sí mismo no habría sido un gran logro, pero dos días después lanzaron la Vostok-6 con Valentyina Tyershkova, la primera mujer astronauta del mundo, a bordo. Los dos astronautas volaron en el espacio durante 3 y 5 días respectivamente (3 días simultáneos), ampliando aún más el récord de duración de un vuelo espacial.

A la luz de lo anterior, el programa Mercury no ha logrado su objetivo y ha sido completamente superado por su rival, el programa soviético Vostok.

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Mercurio-Atlas-10

No había planes de vuelo predefinidos durante el programa, pero durante la asignación de recursos (producción y asignación de cohetes y naves espaciales a vuelos específicos), también se previó un octavo (o sexto si consideramos sólo los vuelos orbitales) vuelo, designado Mercury-Atlas-10. La nave espacial McDonnell de la serie 15 estaba destinada a un vuelo de larga duración -inicialmente de un día completo- que, tras las modificaciones necesarias, llegó a Cabo Cañaveral el 16 de noviembre de 1962. Tras el vuelo Mercury-Atlas-8, se consideró la posibilidad de realizar un vuelo simultáneo utilizando el Mercury-Atlas-10 -y su cápsula de repuesto, designada Mercury-Atlas-11- como modelo para los vuelos simultáneos de los soviéticos Vostok-3 y Vostok-4. Sin embargo, esto se quedó en una idea y los preparativos para el vuelo continuaron como una misión en solitario de un día. A principios de 1963, se planteó la idea de ampliar el vuelo a tres días, se nombró extraoficialmente al piloto, la rotación entre las Semanas Originales comenzaría desde el principio con Alan Shepard, y fuentes extraoficiales nombraron la marca del vuelo: Freedom 7 II.

Sin embargo, en abril de 1963, los planes futuros de Mercury cambiaron, y las comunicaciones de la NASA se referían cada vez más a Mercury-Atlas-9 como la culminación del programa. El 11 de mayo de 1963, la NASA descartó definitivamente otro vuelo. El presidente Kennedy dejó entonces el asunto a la discreción de la NASA, que finalmente decidió en el verano de 1963 no malgastar recursos en otro vuelo y concentrarse en los programas Gemini y Apolo.

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Programa Géminis

Originalmente, en 1961, cuando el programa Mercury estaba todavía en sus primeras etapas, la NASA consideró la continuación del programa, y la dirección concluyó que los vuelos orbitales de un solo hombre debían continuar con una nave espacial de dos hombres. A finales de 1961, el Grupo de Trabajo Espacial de la NASA recibió el encargo de elaborar los planes de los programas espaciales posteriores a Mercurio (en particular el programa Apolo, el programa de lanzamiento a la Luna) y de representar a la NASA ante los fabricantes aeroespaciales en el diseño de los vehículos espaciales. Así, este grupo sentó las bases teóricas para el seguimiento posterior a Mercurio. Los planes iniciales consistían en seguir desarrollando la nave espacial Mercury: durante los años de trabajo, se habló de un posible nuevo programa como «Mercury de dos hombres», «Mercury mejorado», «Mercury Mark II» o simplemente «Mark II». Sin embargo, las necesidades esbozadas por las misiones a la Luna, como la maniobrabilidad de las naves espaciales, los encuentros espaciales y los acoplamientos, supusieron un cambio tan importante que se alejaron de los fundamentos técnicos de Mercurio y sentaron bases completamente nuevas, pero, por supuesto, utilizando la experiencia adquirida con Mercurio. El programa recibió un nuevo nombre y un nuevo contenido técnico a sugerencia de Alex P. Nagy, director adjunto de divulgación de la NASA de origen húngaro. El programa Gemini, como programa preparatorio del programa Apolo, fue anunciado el 7 de diciembre de 1961 por Robert Gilruth, jefe del Grupo de Trabajo Espacial. Tras dos años y medio de planificación y preparación, Gemini-1 se lanzó con un vuelo de prueba no tripulado el 8 de abril de 1964.

Fuentes

1. Mercury-program
2. Programa Mercury