Programma Mercury

gigatos | Febbraio 10, 2022

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Riassunto

Il programma Mercury fu il primo programma spaziale umano degli Stati Uniti. Il programma fu realizzato dalla NASA tra il 1959 e il 1963 e comprendeva venti voli di prova automatici con o senza esseri umani e sei voli con astronauti nello spazio. L”obiettivo principale del programma era quello di portare un uomo nello spazio per la prima volta al mondo e di superare l”Unione Sovietica nella corsa allo spazio. Gli obiettivi furono poi cambiati quando i sovietici presero il comando con il programma Vostok e il presidente John F. Kennedy annunciò il programma Apollo, da allora il programma Mercury fu progettato per massimizzare l”esperienza spaziale.

Il programma iniziò nell”ottobre 1958, con il primo annuncio informale dell”inizio dei lavori (ancora solo all”interno della NASA) il 7 ottobre 1958 da parte di T. Keith Glennan, direttore della neonata Agenzia Spaziale, e l”annuncio formale al pubblico americano il 17 dicembre 1958.

Subito dopo l”annuncio interno del programma, sono stati elaborati i requisiti per l”equipaggiamento, l”infrastruttura e i futuri astronauti, e sono stati selezionati i fornitori del programma (nel modello statunitense, l”equipaggiamento è stato progettato e prodotto da aziende private su base contrattuale). È stato anche stabilito il calendario dei voli di prova. Erano previsti due tipi principali di volo: suborbitale e orbitale. Anche l”hardware per i due tipi di volo spaziale è stato selezionato. Per entrambi i profili di volo, è stato selezionato il nuovo veicolo spaziale McDonnell Mercury, il razzo Redstone per i voli suborbitali e il razzo Atlas per i voli spaziali orbitali.

L”obiettivo principale del programma non fu raggiunto, poiché il primo astronauta al mondo fu Yuri Gagarin, a bordo della Vostok-1 il 12 aprile 1961 – quindi la NASA non mise il primo uomo nello spazio – così Alan Shepard, lanciato il 5 maggio sulla Mercury-Redstone-3, non divenne il primo uomo, ma solo il primo americano ad andare nello spazio. Più tardi, il Mercury-Atlas-6 di John Glenn fece il primo volo orbitale (il primo “vero volo spaziale” nella mente pubblica) il 20 febbraio 1962. Furono fatti altri tre voli, che culminarono nel Mercury-Atlas-9 di Gordon Cooper il 15 maggio 1963.

Già dopo il primo volo con equipaggio, il programma Mercury fu trasformato in un programma di esperienza spaziale in preparazione dell”allunaggio, che, avendo adempiuto ai suoi compiti, continuò nel programma Gemini.

La corsa allo spazio e la guerra fredda

Dopo la seconda guerra mondiale, le ex potenze alleate e i paesi circostanti si sono uniti in due blocchi politici, creando un confronto politico e militare, la cosiddetta guerra fredda. Questo confronto, tuttavia, non poteva essere risolto con mezzi militari diretti, in parte a causa del ricordo della devastazione della guerra e in parte a causa della minaccia delle armi nucleari, e così, oltre all”armamento di fondo e alla deterrenza basata su di esso, e l”intervento in guerre locali su scala minore, ogni parte ha colto ogni opportunità per enfatizzare la leadership e la superiorità del proprio paese o blocco politico. Tali aree includevano i risultati sportivi e scientifici. Quando la scienza tecnica aveva raggiunto lo stadio di sviluppo in cui il raggiungimento dello spazio esterno non era più una finzione (o fantascienza), gli Stati Uniti e l”Unione Sovietica annunciarono che sarebbero stati i primi a tentare di raggiungere lo spazio esterno. Con questo passo, l”esplorazione spaziale era già diventata parte della guerra fredda prima di nascere, uno strumento della guerra fredda.

Il 29 luglio 1955, il presidente degli Stati Uniti Dwight D. Eisenhower annunciò attraverso il suo portavoce che il suo paese avrebbe lanciato un satellite come parte dell”anno geofisico internazionale. In Unione Sovietica, in risposta, l”8 agosto 1955 il Presidium del Comitato Centrale dell”URSS emise una decisione segreta per iniziare a sviluppare satelliti. Così iniziò la corsa allo spazio.

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“Crisi dello Sputnik”

L”anno geofisico internazionale andava dal 1° luglio 1957 al 31 dicembre 1958, e gli Stati Uniti si preparavano a realizzare il proclama del presidente di lanciare il primo satellite del mondo con il programma Vanguard. Tuttavia, l”Unione Sovietica lanciò inaspettatamente lo Sputnik-1, il primo strumento spaziale del mondo, il 4 ottobre 1957, senza alcun annuncio ufficiale precedente, prima dei tentativi americani. Negli Stati Uniti, questo fu interpretato quasi come una dichiarazione di guerra (il vero messaggio dei sovietici nel mettere in orbita il satellite era che se potevamo portare un oggetto intorno alla Terra, potevamo raggiungere qualsiasi punto della Terra, potevamo bombardare qualsiasi punto della Terra).

L”opinione pubblica americana vide il volo del satellite sovietico come una sconfitta simile all”attacco di Pearl Harbor, e la stampa richiese una rappresaglia immediata da parte del governo. Come se non bastasse, il lancio della sonda Vanguard, che doveva essere il primo satellite del mondo, si è concluso con un fallimento spettacolare (il razzo è esploso sulla rampa di lancio) durante una trasmissione televisiva pubblica. Il presidente Eisenhower (che in precedenza non aveva mostrato alcun interesse per l”esplorazione dello spazio, né come risultato scientifico né come strumento di propaganda politica), fece della conquista dello spazio una priorità nazionale sulla scia del fallimento.

La creazione della NASA

Il 1° ottobre 1958, il presidente Dwight Eisenhower istituì per decreto la National Aeronautics and Space Administration, con lo scopo di concentrare gli sviluppi spaziali precedentemente frammentati e talvolta paralleli, e permettere agli Stati Uniti di rispondere il più rapidamente possibile ai progressi sovietici. L”obiettivo fissato per la NASA dal momento della sua fondazione era quello di superare l”Unione Sovietica essendo il primo a lanciare risorse spaziali più avanzate dall”Unione Sovietica e anche di superare il suo rivale mettendo un uomo nello spazio.

In precedenza, gli Stati Uniti avevano avuto un”agenzia governativa per lo sviluppo aeronautico, compreso il volo ad alta velocità e la missilistica, e dal novembre 1957 la ricerca sul volo spaziale, la NACA, che era stata la spina dorsale della NASA quando fu fondata, ma la nuova organizzazione incorporò anche i risultati delle ricerche, il personale e le attrezzature, così come le risorse di bilancio, degli esperimenti condotti dall”esercito, dalla marina e dai laboratori universitari. La sezione di volo spaziale del NACA era lo Special Committee on Space Technology – conosciuto anche come Stever Committee, dal nome del suo presidente – con nomi come Wernher von Braun, poi progettista del razzo lunare, Robert Gilruth, poi direttore della sezione di volo spaziale con equipaggio della NASA, e Abe Silverstein, l”inventore del sistema di propulsione idrogeno-ossigeno. Questo gruppo di esperti è considerato il nucleo della sezione spaziale della nuova agenzia.

Una nuova organizzazione era necessaria perché la tecnologia necessaria per raggiungere lo spazio era una tecnologia militare top secret che non poteva essere rivelata apertamente al pubblico, e quindi era necessaria un”organizzazione statale civile che potesse dimostrare la capacità militare senza rivelare la sua natura militare. La creazione dell”agenzia spaziale, con il NACA e altri programmi militari come precursori, può essere vista come un processo piuttosto che un nuovo inizio, poiché i compiti principali e l”allocazione delle risorse umane e materiali erano già stati definiti tra l”entrata in vigore della legge nazionale aeronautica e spaziale nel luglio 1958 e l”inizio ufficiale delle operazioni il 1° ottobre 1958.

Al momento della fondazione della NASA, l”Explorer-1 (e poco più tardi il Vanguard-1) erano riusciti a vincere la sfida dello Sputnik-1 e dello Sputnik-2, e il passo logico successivo era quello di mettere un uomo nello spazio. Il lavoro era già in corso all”interno del NACA e di altre organizzazioni militari sulla base teorica per questo, e mettendo in comune e integrando le competenze e i materiali di lavoro e le risorse finanziarie, questi materiali di lavoro separati sono stati molto rapidamente forgiati in un unico concetto.

Uno dei progetti più significativi tra quelli confluiti nella nuova agenzia spaziale fu il progetto Man in Space Soonest dell”Air Force, che mirava a mettere un uomo nello spazio, ma fino alla sua fusione nella NASA, nella maggior parte delle aree (ad esempio il concetto di un possibile veicolo spaziale, o possibili profili di volo) solo ipotesi furono raggiunte dagli ingegneri dell”Air Force e della NACA. Il maggior progresso è stato fatto nel delineare i requisiti per l”astronauta, al punto che sono stati selezionati otto candidati per i futuri voli:

In seguito, la selezione di questi candidati fu cancellata e nuovi candidati astronauti furono reclutati secondo un nuovo criterio e sistema di selezione, ma l”iniziativa Man in Space Soonest fornì una buona base per il programma Mercury (è interessante notare che solo due degli otto candidati selezionati finirono per andare nello spazio: Neil Armstrong come comandante di Gemini-8 e Apollo-11, e Joseph Walker durante i voli suborbitali del programma X-15).

Mentre può sembrare che la maggior parte delle iniziative legate allo spazio (come il Man-in-space-soonest, i programmi dell”agenzia ARPA, o l”X-15) abbiano avuto origine al di fuori del NACA, questo è più dovuto al fatto che i militari e le sue agenzie correlate portavano il budget e l”organizzazione del progetto da soli, quindi i loro programmi erano documentati, avevano nomi, ecc. Allo stesso tempo, c”erano anche grandi sforzi all”interno del NACA, con la ricerca al Langley Space Center sui veicoli senza ali di altitudine estrema (veicoli spaziali), ma la maggior parte di questa era una ricerca di base, non finalizzata a uno specifico volo spaziale, ma piuttosto a porre le basi per le possibilità tecniche. Più tardi, quindi, Langley divenne il punto di partenza per la realizzazione concreta del volo spaziale umano su questa base di conoscenza.

Concetto di base

L”inizio del programma Mercury – come l”inizio della NASA stessa – non era un progetto, ma un processo esistente è stato portato avanti nella nuova organizzazione, e poi è diventato un programma specifico, con un nome e un”organizzazione. Il nucleo del programma risale all”agosto 1958, quando il direttore del NACA Hugh Dryden e Robert Gilruth, vice direttore del Langley Flight Research Laboratory (poi Langley Space Center), informarono il Congresso sul piano per una capsula spaziale per un solo uomo da lanciare nello spazio, con una richiesta di una sovvenzione di 30 milioni di dollari. Durante il mese di settembre, un”altra agenzia governativa per la difesa, ARPA, si è unita al piano, contribuendo con ulteriori capacità di sviluppo. Questa collaborazione ha gettato le basi del programma:

Il lancio del progetto stesso è stato spontaneo piuttosto che pianificato, da progetto: Il 7 ottobre 1958, Keith Glennan, appena nominato capo della NASA, autorizzò il progetto del volo con equipaggio durante una riunione di alcuni dei suoi colleghi ingegneri. Il manipolo di ingegneri ha riunito le iniziative che erano già state prese, in modo frammentato, dalle organizzazioni e dai progetti predecessori della NASA. La maggior parte delle attività sono state poi avviate dal management formalizzando e ufficializzando processi precedentemente informali e incanalandoli in un unico flusso. Poco dopo, il 5 novembre 1958, fu formato lo Space Task Group, ora all”interno della NASA, che portò avanti l”idea in modo organizzato (stabilendo requisiti dettagliati).

Informazioni dettagliate

Il primo passo nella progettazione è stato quello di rispondere alla domanda “dove volare?”, e di definire la parte di spazio dove l”orbita stabile di 24 ore intorno alla Terra, come definito nei requisiti di base, potrebbe essere raggiunto. Il limite teorico inferiore (100 chilometri di altitudine) era già noto dai calcoli di Tódor Kármán prima del lancio dei primi satelliti, ma non soddisfaceva i requisiti per un volo di 24 ore, essendo troppo grande l”effetto di contenimento dell”atmosfera, ma la NASA aveva dati sperimentali concreti dalla valutazione dei dati della mezza dozzina di satelliti lanciati alla fine del 1958 per determinare l”orbita. Lo Space Task Group ha concluso che un”orbita con un”altitudine media di 160 chilometri (100 miglia) sarebbe adeguata (con entrambe le prossimità e longitudine entro ±40 chilometri (25 miglia). I calcoli erano basati su una capsula spaziale del peso di 1 tonnellata, e questo perché il missile balistico intercontinentale Atlas, delineato nella linea di base, era “il veicolo di lancio più affidabile disponibile per soddisfare l”obiettivo” ed era ancora appena in grado di raggiungere questi parametri di volo.

Per quanto riguarda i requisiti del veicolo di lancio e del veicolo spaziale nei requisiti di base (“il veicolo di lancio più affidabile disponibile” e “una capsula balistica progettata per un”alta resistenza aerodinamica”), il concetto preconfezionato di Max Faget di un “Atlante nudo” è stato adottato. Faget aveva lavorato su questioni di propulsione a razzo all”interno della NACA dal 1946 e fu coinvolto nello sviluppo del razzo aereo X-15. Gli esperimenti dell”X-15 furono poi continuati nel progetto X-20 Dyna-Soar (un concetto iniziale di navetta spaziale), con la partecipazione di Faget. Nel novembre 1957, il progettista presentò la sua visione di un possibile volo spaziale con equipaggio, in cui immaginava i missili balistici militari esistenti come mezzo di propulsione, proponeva razzi booster a propellente solido per il rientro dall”orbita terrestre, e abbozzava il veicolo spaziale come una capsula senza ali modellata per il volo balistico. In una riunione congiunta NACA – Air Force engineering nel gennaio 1958, l”idea di Faget fu portata avanti. In questa riunione, fu preso come un fatto ovvio che la propulsione a razzo era necessaria per raggiungere lo spazio, ed essendo l”X-20 un programma militare, fu fatta la scelta degli ICBM, uno sviluppo recente. Tra i possibili missili, l”ICBM Atlas era il più potente, ma poiché anche questo era considerato debole dagli ingegneri, un missile “spogliato” con uno stadio superiore aggiuntivo e naturalmente privato della sua testata e del suo adattatore di lancio fu accettato per consenso come adatto al compito. (A margine, nel progetto McDonnell 7969, un progetto di sviluppo di veicoli spaziali lanciato alla fine del 1957 nella fabbrica di aerei McDonnell a rischio della fabbrica stessa, fu anche iniziato lo sviluppo di una possibile capsula spaziale per adattarsi al concetto con l”aiuto dei consiglieri di Faget).

Lo Space Task Group ebbe l”idea, che era già molto avanzata nel suo sviluppo (ed era stata proposta per l”attuazione in diverse discussioni tecniche), e all”inizio di novembre 1958 il piano Faget “stripped-down Atlas” fu ufficialmente adottato. Un briefing sugli appalti per i potenziali produttori fu convocato per il 7 novembre 1958.

Anche se non era incluso nei requisiti di base, lo Space Task Group era anche responsabile della definizione dei requisiti per l”occupante del veicolo spaziale. Per fare questo, il Task Group ha prima previsto di convocare una conferenza di leader industriali e militari, con la partecipazione di alcuni aerofisici, per identificare un gruppo di 150 candidati astronauti (sulla base delle proposte personali dei leader). Anche il metodo di selezione e i criteri per i proponenti sono stati sviluppati in questo momento. Avrebbe comportato prima la richiesta di una proposta per un gruppo più ampio di 150 persone, che sarebbe stato ristretto a 36, tenendo conto di criteri aeromedici, e poi, dopo nove mesi di formazione, sarebbero stati selezionati 12 candidati tra questi 36, di cui i migliori sei sarebbero diventati candidati astronauti. I selezionati dovrebbero essere uomini tra i 25 e i 40 anni, con una formazione da pilota, alti meno di 180 cm, in ottime condizioni fisiche, con una laurea in una materia scientifica. Un ulteriore requisito era che il candidato doveva essere disposto a correre i rischi che comporta il volo sperimentale, essere in grado di tollerare condizioni fisiche difficili ed essere in grado di prendere decisioni rapide e corrette sotto forte stress o in situazioni di emergenza. Una bozza dell”avviso che specificava questo è stata completata il 22 dicembre 1958, ma non ha avuto luce verde, e dopo le vacanze di Natale, il 28 dicembre 1958, il presidente Eisenhower ha deciso che il pool di piloti militari era sufficiente per il pool di candidati e che, per motivi di sicurezza nazionale, solo quelli selezionati dovrebbero essere scelti. Nella prima settimana di gennaio 1959, lo Space Task Group presentò i criteri al Pentagono e iniziò la selezione dei candidati.

Luna di miele

Uno dei tanti compiti dello Space Task Group era quello di dare un nome al programma. Negli Stati Uniti, è consuetudine distinguere i programmi governativi con qualche nome facile da ricordare e accattivante per il pubblico, i costruttori e la stampa. Alla fine dell”autunno del 1958, lo Space Task Group aveva trovato il nome poco rassicurante di “Project Astronaut” per il programma. Alcuni leader hanno visto il nome come un rischio di enfatizzare eccessivamente il ruolo degli astronauti, mentre altri volevano vedere un ritorno al precedente sistema di denominazione. Abe Silverstein (capo dello sviluppo dei razzi) suggerì Mercurio, un dio della mitologia romana, come nome. Il dio romano (noto anche come Hermes in greco) era una sorta di marchio affermato in vari settori (vedi un marchio Ford), rendendolo una delle figure mitologiche più familiari agli americani, e la sua familiarità e popolarità lo rese un nome adatto al programma. Inoltre, si adattava bene al concetto americano di usare questi nomi mitologici nella missilistica (Giove l”arci-dio – Jupiter launcher, Atlas, Titan che porta la Terra sulle sue spalle – Atlas rocket, ecc.) Il 26 novembre 1958, Keith Glennan e Hugh Dryden, due dei massimi dirigenti della NASA, accettarono la proposta e il nome “Project Astronaut” fu sostituito da “Project Mercury”.

Comunicato stampa

Negli Stati Uniti, tutti i programmi governativi erano pubblici – in contrasto con la pratica sovietica dell”epoca, dove gli esperimenti spaziali erano tenuti completamente segreti fino a quando non venivano eseguiti con successo – e questo fu particolarmente il caso del programma Mercury, che fu specificamente progettato per essere pubblico per dimostrare una rivincita all”Unione Sovietica. Fu per questa ragione che Keith Glennan – aspettando il 55° anniversario del volo dei fratelli Wright per aggiungere solennità all”annuncio – fece un annuncio ufficiale il 17 dicembre 1958 che il suo paese si stava imbarcando in un programma spaziale per mettere un uomo nello spazio, il programma Mercury.

Sviluppare il veicolo spaziale

Il progetto del veicolo spaziale è iniziato con il concetto di “Atlante nudo” proposto da Max Faget. Dai principi formulati al Langley Space Center della NASA, lo Space Task Group ha redatto un invito a presentare proposte per il 20 ottobre 1958, che è stato successivamente rilasciato ai potenziali produttori. Il 23 ottobre 1958 fu inviato un bando di produzione a 40 stabilimenti di produzione, a cui 38 risposero e inviarono rappresentanti alla prima riunione di progettazione il 7 novembre 1958. Dei 38 candidati, 19 hanno espresso un interesse a costruire il veicolo spaziale e hanno ricevuto il documento di progettazione “S-6 Human Spacecraft Specification”. Entro l”11 dicembre 1958 (termine ultimo per le offerte), il campo si era ristretto a 11 produttori.

Per accelerare il programma, la NASA stessa era appena più avanti dei fornitori che lavoravano per lei: mentre i potenziali produttori studiavano i requisiti e preparavano i primi schizzi di progettazione delle proposte, l”agenzia spaziale stessa stava elaborando i criteri di valutazione tecnica e finanziaria delle proposte ricevute.

Nel processo di selezione, due candidati ugualmente classificati, McDonnell Aircraft e Grumman Aircraft, sono stati infine selezionati. Uno dei due fu scelto per una ragione particolare: Grumman era all”epoca il vincitore di diverse gare d”appalto per i contratti della Marina, e lo Space Task Group temeva che l”azienda non sarebbe stata in grado di soddisfare le richieste di diversi progetti di sviluppo impegnativi allo stesso tempo e che la navicella Mercury sarebbe stata ritardata. Così il diritto di costruire il veicolo spaziale fu assegnato alla McDonnell Aircraft il 12 gennaio 1959. Il contratto fu firmato da James McDonnell, il presidente dell”azienda produttrice, il 5 febbraio 1959 e Keith Glennan il 12 febbraio 1959, in cui il produttore accettò di progettare, produrre e consegnare 12 capsule spaziali Mercury alla NASA per un totale di 19 450 000 dollari. Il ritmo di sviluppo era così rapido che James McDonnell, in un discorso del maggio 1957 (prima del volo dello Sputnik-1), collocava il primo uomo nello spazio nel 1990, cioè prevedeva uno sviluppo di diversi decenni, che in pratica richiese due anni.

McDonnell ha ricevuto uno studio di 50 pagine dalla NASA in fase di gara, che ha delineato i criteri di progettazione di base e gli aspetti del veicolo spaziale (essenzialmente il NACA

L”idea di base della costruzione della capsula era la più semplice possibile: “l”unico obiettivo è mettere un uomo nello spazio per un breve periodo”. In pratica, questo significava stipare tutto in un unico spazio, tutto ciò che riguardava la navigazione, il supporto vitale dell”astronauta, il funzionamento del veicolo spaziale. Quasi tutti i sistemi furono collocati all”interno della cabina, riempiendo ogni angolo e lasciando poco spazio per l”astronauta (più tardi, durante la fase di volo, divenne chiaro in pratica che questo era un vicolo cieco progettuale, poiché i sistemi, sparsi in diversi punti della cabina, negli spazi disponibili, i cablaggi che li collegavano, il caos, e il fallimento di un sistema significava che diversi altri dovevano essere smontati e riorganizzati in preparazione al volo. Per risolvere questo problema, e proprio a causa dell”esperienza negativa con la navicella Mercury, la filosofia di dividere la navicella in due parti, una capsula e un”unità tecnica, fu introdotta a partire dal programma spaziale successivo, il programma Gemini).

È stato nell”adempimento del terzo capitolo dei requisiti di base, stabiliti all”inizio del programma, che si è sviluppato il dilemma più lungo nel disegno. Già a metà degli anni ”50 (quando le testate nucleari furono montate sui missili), divenne chiaro che un oggetto che cade nell”atmosfera ad alta velocità era soggetto a un enorme stress termico dovuto all”attrito dell”aria. Diverse forze militari hanno sviluppato diverse soluzioni al problema: l”esercito ha sperimentato scudi termici compositi fatti di materiali che bruciano e fondono (ma dissipano il calore), e l”aviazione con versioni fatte di materiali che assorbono il calore. Per molto tempo, gli esperti dello Space Task Group non riuscivano a decidere (il vantaggio di un materiale era lo svantaggio di un altro e viceversa), così hanno lasciato aperte entrambe le direzioni di sviluppo. I test erano in corso con i due tipi di scudo termico quando fu scoperto il difetto concettuale della versione che assorbe il calore: lo scudo termico in materiale che assorbe il calore avrebbe dovuto essere rimosso dalla navicella durante le fasi finali dell”atterraggio, poiché sarebbe stato estremamente caldo all”atterraggio, costituendo un pericolo per l”astronauta nella cabina, e

Dopo la progettazione concettuale della cabina, è iniziata la progettazione dettagliata e il test dei componenti del veicolo spaziale sperimentale. Il primo di questi test erano prove di caduta della capsula. Questi includevano sia test di caduta libera che di discesa con vari sistemi di paracadute, durante i quali più di un centinaio di mock-up di capsule spaziali riempite di cemento a grandezza naturale sono state lasciate cadere in mare o su siti di atterraggio terrestri. Questi test di caduta sono stati utilizzati per sviluppare il sistema di frenatura ottimale del paracadute per l”atterraggio.

Un”altra serie di test è stata utilizzata per sviluppare il razzo di salvataggio. In caso di incidente durante il lancio, i progettisti avevano previsto un dispositivo composto da piccoli razzi (e una struttura a traliccio per attaccarli alla capsula) che, in caso di problemi, avrebbe “staccato” la capsula dal razzo il più rapidamente possibile e portato la navicella e il suo occupante a una distanza di sicurezza dal luogo dell”esplosione, che sarebbe inevitabilmente avvenuta. Il primo test a Wallops Island fu così disastroso (poco dopo il lancio dei razzi, il razzo iniziò a ruzzolare verso l”alto e dopo due urti completi, colpì l”oceano) che venne sollevata l”idea di ripensare l”intero sistema da zero. Dopo un mese di lavoro, i progettisti hanno corretto gli errori e il dispositivo è diventato capace di salvare la cabina Mercury in caso di problemi di lancio.

La terza serie di test è stata effettuata per finalizzare la forma della navicella Mercury nelle gallerie del vento del Langley Space Centre e dell”Ames Space Centre. Per fare questo, i mock-up del veicolo spaziale in varie dimensioni sono stati portati nella galleria del vento per testare le proprietà del veicolo spaziale nelle gamme di velocità di volo trans-, super- e ipersoniche.

In una quarta serie di prove, si doveva sviluppare la soluzione tecnica per la fase finale dell”atterraggio, la discesa, e si doveva scegliere tra l”atterraggio sull”acqua e l”atterraggio sulla terra. Gli ingegneri hanno preferito l”atterraggio sull”acqua. L”atterraggio era previsto a 9 m

La quinta serie di prove era finalizzata alla progettazione finale del sistema di paracadute, con l”attenzione principale sul comportamento del paracadute di apertura e del paracadute principale a velocità estreme e

Sviluppo del razzo

Gli ingegneri hanno selezionato tre diversi tipi di razzi per i voli:

Lo Space Task Group ha cercato un veicolo di lancio spaziale umano tra i razzi a medio e lungo raggio sviluppati per l”esercito americano, e il candidato finale è stato trovato nel missile balistico intercontinentale Atlas, sviluppato da Convair per la US Air Force, che sta per entrare in servizio. L”Atlas era uno sviluppo così recente che il suo primo lancio di prova riuscito (ancora con il nome in codice militare SM-65 Atlas) non ebbe luogo fino al 17 dicembre 1957. Le specifiche dell”Atlas includevano, per la prima volta negli Stati Uniti, le prestazioni richieste per mettere un oggetto di massa equivalente a un veicolo spaziale in orbita intorno alla Terra, il requisito di mettere un corpo di 1,5-2,5 tonnellate in un”orbita stabile sopra i 300 chilometri. Tuttavia, la novità del razzo e l”incertezza della sua affidabilità significava che erano necessari altri veicoli di lancio per iniziare i test di volo. Il razzo Redstone, che si è guadagnato il prestigioso soprannome di “Good Old Reliable” grazie ai suoi precedenti voli di successo, ha soddisfatto il requisito di affidabilità. Oltre all”affidabilità, c”era un”altra considerazione: il costo dei test. Per molti test, non era necessario accelerare un”intera capsula spaziale alla velocità orbitale, solo per portarla alla giusta altitudine. I voli orbitali erano i più costosi – un razzo Atlas è stato stimato costare 2,5 milioni di dollari per la produzione – mentre un lancio Redstone costava 1 milione di dollari. Il Redstone è stato anche identificato come un possibile veicolo di lancio per la considerazione che avrebbe risparmiato milioni di dollari per ogni test. L”hanno fatto anche con il razzo Little Joe, che può essere utilizzato a costi ancora più bassi ed è adatto a certe sottoprove. Per quei test in cui non era necessario mettere l”oggetto in orbita intorno alla Terra – e questo fu il caso della maggior parte dei test iniziali – gli ingegneri definirono anche profili di volo suborbitali (i cosiddetti salti spaziali).

La NASA si rese presto conto che il razzo Atlas era immaturo e aveva bisogno di essere testato, e che il costo di un lancio era alto, 2,5 milioni di dollari per lancio, mentre l”Atlas non aveva la capacità per una serie di test. Inoltre, il razzo Redstone, che potrebbe sostituire l”Atlas per questi test meno impegnativi, era esso stesso un dispositivo costoso, costando 1 milione di dollari per lancio. Si è quindi deciso di utilizzare un veicolo di lancio più economico. Al momento della decisione, tuttavia, il missile non esisteva ancora e doveva essere sviluppato.

I requisiti sono stati stabiliti dalla NASA alla fine del 1958, e poi ulteriormente affinati. Questi richiedevano che il futuro razzo fosse in grado di lanciare la navicella Mercury in modo tale che le forze della cabina potessero essere testate a quote più alte, il sistema di salvataggio, il sistema di paracadute di atterraggio e le procedure di ricerca e salvataggio post-atterraggio potessero essere valutate. I successivi perfezionamenti delle specifiche includevano la capacità di misurare i parametri di volo e di atterraggio (impatto) della cabina, i parametri di rumore, calore e pressione generati dal missile, in particolare gli effetti sugli organismi viventi a bordo, con una strumentazione minima di telemetria. Questi parametri dovevano poter essere monitorati a diverse altitudini critiche (6000, 75 000 e 150 000 metri). Sulla base di questi requisiti, il team di Max Faget creò il primo razzo della NASA, chiamato Little Joe, che fece il suo primo lancio a Wallop Island il 21 agosto 1959.

Per la prima volta nella storia del volo spaziale, i piani di progettazione del razzo includevano la necessità di “raggruppare” i motori. Di conseguenza, l”installazione di quattro motori modificati a combustibile solido Sergeant (noti anche come Castor o Pollux) è stata inclusa, così come l”uso di quattro motori ausiliari Recruit. Parametrizzando i quattro motori, si potrebbe ottenere una spinta massima di 1020 kilonewton, permettendo teoricamente a un veicolo spaziale di 1800 kg di essere spinto in orbita balistica a un”altitudine di 160 km (simulando così le proprietà dell”Atlas).

Nel novembre 1958, 12 aziende furono invitate a presentare un”offerta per la produzione del missile, sulla base dei requisiti e dei disegni di base, e la North American Aircraft Company vinse la gara il 29 dicembre 1958. Secondo il contratto, il produttore doveva consegnare sette esemplari volanti e una torre di lancio mobile. Il primo aereo di produzione nordamericana degno di essere messo in volo è decollato il 21 gennaio 1960.

Il razzo Redstone è stato anche incluso nel programma spaziale della NASA per motivi di risparmio dei costi e di affidabilità. Il PGM-11 Redstone di base era uno dei più vecchi missili balistici militari a corto raggio degli Stati Uniti, sviluppato nel 1952 e in servizio con le forze europee occidentali della NATO dal 1958 al 1964. Il missile era un discendente diretto del V-2 tedesco, progettato da Wernher von Braun al Redstone Arsenal. La NASA cercava alternative al razzo Atlas, sia per ridurre il costo degli esperimenti che per ragioni di affidabilità (il Redstone era considerato un razzo particolarmente affidabile, e quindi rispondeva ai requisiti di sicurezza per mettere l”uomo nello spazio), e scelse il Redstone, anche se una versione migliorata più adatta allo scopo. Redstone divenne il razzo scelto per i voli suborbitali nel programma Mercury.

Un”altra differenza tra il razzo militare e quello spaziale era il sistema di salvataggio e aborto. Da un lato, il Redstone, che è adatto al volo spaziale, è stato dotato di un cosiddetto sistema di rilevamento automatico di aborto in volo. Questo significava che il razzo poteva rilevare quando i parametri di volo stavano per deviare dalla norma, e poi il sistema poteva avviare automaticamente il processo di salvataggio quando il razzo di salvataggio separava la capsula dal lanciatore (naturalmente, l”aborto poteva essere attivato dall”astronauta stesso o dal centro di controllo, ma c”erano profili di volo in cui semplicemente non c”era tempo per un intervento manuale). E, naturalmente, rispetto alla versione militare, c”era il razzo di salvataggio, che, in caso di problemi, poteva staccare la capsula dal razzo e portarla a distanza di sicurezza. Furono apportate modifiche anche alla cosiddetta sezione di coda del razzo (che, stranamente, non era sul retro del razzo ma in cima ad esso, collegando la cabina al veicolo di lancio). Questa sezione conteneva l”elettronica e il sistema di guida del razzo, così come l”adattatore che riceveva la capsula spaziale, e nella Redstones militare, quando il razzo si bruciava, questa sezione si divideva, con una metà che rimaneva con il razzo e l”altra metà che continuava a volare con la sezione da combattimento, mentre nella versione del razzo spaziale, il tutto rimaneva con il veicolo di lancio. Un altro cambiamento è stato fatto per migliorare l”affidabilità del Redstone. L”autopilota ST-80 della versione militare è stato sostituito da una versione molto più semplice e affidabile, il LEV-3.

Alla fine dello sviluppo, il Mercury-Redstone si discostava dal Redstone militare per un totale di 800 posti, quindi alla fine la NASA aveva un nuovo razzo di sviluppo piuttosto che la versione originale e affidabile. Il primo volo del lanciatore aggiornato ebbe luogo il 21 novembre 1960, che fallì, seguito da tre voli più o meno riusciti prima di trasportare finalmente la navicella a due uomini con Alan Shepard e Gus Grissom.

Uno dei pezzi centrali dell”hardware del programma Mercury era il veicolo di lancio. I requisiti erano semplici: doveva essere in grado di accelerare un oggetto di 1500-800 kg alla prima velocità cosmica e metterlo in orbita intorno alla Terra. L”unico strumento che gli Stati Uniti avevano a disposizione era il missile balistico intercontinentale dell”esercito, l”SM-65D Atlas. Il razzo era l”ultima tecnologia disponibile, e il suo primo lancio di prova ebbe luogo l”11 giugno 1957 (anche se senza successo). Il dilemma della NASA era se rendere affidabile il razzo esistente ma inaffidabile o aspettare il processo di sviluppo dell”ICBM Titan II (forse con lo stesso esito incerto), così fu presa la decisione di testare e riparare l”Atlas.

Convair, il produttore del razzo, aveva una linea di produzione dedicata al programma Mercury, con personale addestrato ed esperto che poteva essere assegnato al compito di garantire la qualità. I prodotti destinati allo spazio sono stati sottoposti a un”ampia riprogettazione, che ha coinvolto i seguenti componenti:

Il razzo era basato su due principi di progettazione di base. Uno di questi principi era il cosiddetto layout a uno stadio e mezzo: il razzo aveva un motore principale e due acceleratori laterali. Questi venivano avviati simultaneamente al lancio (così era più facile per gli ingegneri controllare visivamente il funzionamento), poi i booster venivano spenti prima del motore principale durante l”orbita e i booster (o i loro serbatoi associati) non venivano mai spenti. L”altro principio era il cosiddetto design o sistema del pallone a gas. Per minimizzare il peso, il razzo è stato progettato con le pareti laterali più sottili possibili, così sottili che il razzo sarebbe collassato sotto il suo stesso peso quando era vuoto. La sua stabilità e resistenza strutturale erano inizialmente fornite dalla pressione del propellente e poi, man mano che si esauriva durante il volo, dalla pressione del gas elio neutro nei serbatoi. Durante i test, quest”ultimo principio di progettazione si è rivelato l”anello più debole, richiedendo modifiche e ulteriori test.

Il primo lancio di Mercury avvenne il 29 luglio 1960, ma la vera prova arrivò il 20 febbraio 1962, quando John Glenn e Friendship 7 volarono.

Profili di volo

Il volo spaziale era già stato deciso con il volo dello Sputnik-1, era considerato un vero volo spaziale se veniva effettuato in orbita intorno alla Terra, quindi naturalmente la NASA si pose questo come obiettivo per il primo volo degli astronauti americani. Tuttavia, alla fine del 1960, fu chiaro agli americani dagli esperimenti sovietici – diversi satelliti in orbita con grandi masse (equivalenti alla massa di una cabina di volo umana) di esseri viventi – che il loro rivale era davanti a loro, e fu allora che fu concepita l”idea che il programma si diramasse in due direzioni alternative: continuare i preparativi per il volo orbitale e preparare un volo umano suborbitale come direzione separata. La NASA pensava che sarebbe stato rassicurante per il pubblico se, sebbene l”America fosse in visibile svantaggio nel volo orbitale, che era visto da tutti come l”ovvia opzione “reale”, il percorso verso questo sarebbe stato costruito in fasi e la prima fase (il salto nello spazio) sarebbe stata vinta. Il razzo Redstone, originariamente destinato solo ai test, e la capsula Mercury vengono quindi assemblati in un processo in cui un salto spaziale in tre fasi, prima in modalità automatica senza un passeggero, poi con una scimmia e infine con un cosmonauta, darà ai sovietici il vantaggio.

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Miglioramenti delle infrastrutture

La questione infrastrutturale più importante era la scelta del sito di lancio. È interessante notare che, sebbene esista una teoria per selezionare un sito di lancio per raggiungere lo spazio – la posizione più vicina possibile all”equatore – nessun sito fu deliberatamente cercato quando fu lanciato il programma Mercury, ma, per adattarsi alle circostanze in cui fu formata la NASA (l”agenzia spaziale fu creata anche concentrando gli esperimenti delle varie forze militari), la NASA aprì un ufficio di collegamento a Cape Canaveral, una delle gamme missilistiche più avanzate del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti e dell”Esercito e della Marina, con il compito di portare alla NASA i test militari che vi si svolgevano. Dato che i militari avevano già una base e un sito di lancio per i razzi Redstone a Cape Canaveral, questa base fu designata per i voli Mercury, indipendentemente dal fatto che la NASA era un”organizzazione civile e Cape Canaveral era una base militare.

In preparazione al volo spaziale con equipaggio, alla NASA fu dato l”S-hangar, costruito dall”Air Force nel 1957 (prima usato per la manutenzione e lo stoccaggio di aerei) e poi dato al programma Vanguard del Naval Research Laboratory per ulteriori esperimenti. Nel 1959, è stato anche raggiunto un accordo formale tra il proprietario della struttura, il Dipartimento della Difesa, e la NASA per rilevare l”hangar e le sue infrastrutture associate. Da allora in poi, le navicelle Mercury del sito di produzione sono state ricevute qui. Fu poi utilizzato per il programma Gemini e continuò ad essere usato fino allo Space Shuttle.

La principale infrastruttura di supporto per i voli erano i siti di lancio. Due di questi sono stati designati anche per la NASA, seguendo la logica del rilevamento degli esperimenti precedenti. L”LC-5 (Launch Complex) divenne la piattaforma di lancio per i razzi Redstone e l”LC-14 per i razzi Atlas (e i razzi Big Joe usati nei test). La carriera dell”LC-5 iniziò nel 1956 sotto gli auspici dell”Air Force (Cape Canaveral Air Force Station), quando fu utilizzato per testare i missili balistici a medio raggio Jupiter al Capo, prima di essere sostituito dal Juno II, un”evoluzione dei Jupiter, che furono utilizzati per lanciare satelliti in orbita. La NASA ha ricevuto la rampa di lancio dei razzi Redstone, prima in modalità automatica, poi con una scimmia e infine con un umano.

La storia di LC-14 è un po” più complicata. La piattaforma di lancio fu costruita nel 1957 per lanciare razzi militari Atlas, e fu convertita nel 1959 per lanciare razzi Atlas-D e lanci spaziali. All”epoca era considerato l”unico sito di lancio designato per i razzi Atlas, quindi il programma Mercury non poteva averlo in esclusiva, ma doveva condividerlo con i satelliti MIDAS, i lanci di prova di Big Joe e altri lanci di razzi intercontinentali prima che potesse essere esclusivamente nelle mani della NASA. Più tardi, tutti i lanci Mercury-Atlas furono lanciati da qui, e più tardi anche i lanci Atlas-Agena furono lanciati da qui.

Era necessaria un”ulteriore pianificazione per progettare l”atterraggio e le successive operazioni di salvataggio e per gestire il mantenimento del contatto radio durante il volo. La Marina è stata scelta per gestire entrambi i compiti contemporaneamente.

In una conferenza stampa a Washington D.C. il 9 aprile 1959, la NASA svelò al pubblico i sette uomini che, dopo rigorosi test medici e psicologici, erano stati selezionati per diventare i primi uomini ad andare nello spazio. Nello stesso momento in cui sono stati svelati, il pubblico ha imparato una nuova parola: astronauta (nella terminologia americana, astronaut, che ha le sue radici nella mitologia greca, associandosi agli Argonauti, e letteralmente significa marinaio stellare).

Ma l”inaugurazione pubblica è stata preceduta da un lungo progetto segreto di selezione. L”accuratezza della selezione si basava su ipotesi mediche che gli aspiranti viaggiatori spaziali avrebbero affrontato pericoli mortali: si prevedeva un collasso dell”orbita in assenza di peso, si pensava che le persone non fossero in grado di mangiare o bere senza gravità, ma si sospettavano anche difficoltà psicologiche, e una sorta di follia spaziale poteva prendere piede su un veicolo spaziale solitario, rendendolo incapace di controllarlo. Per contrastare questi pericoli, è stato ideato un sistema di selezione per selezionare i candidati che erano molto al di sopra della media in termini di salute e psicologia.

Selezione

La selezione dei candidati astronauti fu effettuata sotto le istruzioni del presidente Eisenhower – e leggermente modificata rispetto ai requisiti stabiliti dallo Space Task Group – con i corpi militari di volo invitati a stilare una lista di potenziali candidati. Un totale di 508 potenziali candidati furono vagliati a Washington, da cui 110 piloti furono selezionati come candidati idonei (la lista includeva cinque marines, 47 della marina e 58 dell”aeronautica, senza che nessuno delle forze aeree dell”esercito fosse trovato idoneo). Nella seconda fase del processo di selezione, i candidati furono divisi in tre gruppi principali e i primi 35 furono ordinati a Washington per i colloqui all”inizio di febbraio 1959, sotto un ordine di riservatezza. Charles Donlan, che ha diretto il progetto per conto dello Space Task Group, ha notato con piacere che la grande maggioranza dei candidati non vedeva l”ora di partecipare al programma Mercury. Ciò era dovuto al fatto che il programma richiedeva dei volontari, e non ci si aspettava che i potenziali piloti venissero guidati al compito. Una settimana dopo le interviste del primo gruppo, il secondo gruppo è arrivato a Washington e si è sottoposto alle interviste. La percentuale di volontari tra quelli trovati idonei è stata così alta che non c”è stato bisogno di chiamare un terzo gruppo (tanto più che il contingente finale di 12 inizialmente previsto si è ridotto a 6). Dopo i colloqui dei due gruppi, 69 persone sono passate alla selezione.

Nonostante i chiari parametri fisici, sei dei 69 sono stati respinti perché la loro altezza era troppo alta. Infine, 56 candidati sono stati respinti a causa di ulteriori ritiri dalle prove generali, tecniche e psicologiche del secondo turno. Il numero dei selezionati fu poi ridotto a 32, che furono portati dallo Space Task Group per test medici dettagliati, inclusi elementi speciali, alla Lovelace Clinic di Albuquerque, New Mexico, e poi al Wright-Patterson Base Aeromedical Laboratory.

Per una settimana, a partire dal 7 febbraio 1959, i candidati si sottoposero a un esame medico di sei fasi e di più giorni presso la clinica Lovelace. Questo comportava prima una revisione della storia medica dei candidati, seguita da test medici generali dettagliati come un test della vista, ECG e test dei riflessi, una colonscopia e un esame del sangue, o un conteggio dello sperma. Il passo successivo sono stati i test di performance fisica, che includevano prove di stress cardiaco su un ergometro da bicicletta, misurazioni della capacità polmonare e misurazioni della densità corporea. Alla fine della settimana di test, i dati sono stati riassunti e registrati sulle cartelle cliniche di ogni candidato.

Subito dopo i test clinici, il gruppo si trasferì alla Wright-Patterson Air Force Base per i test di stress tra il 16 febbraio e il 27 marzo 1959. Questi test sono stati progettati per valutare la tolleranza allo stress psicologico e fisico dei candidati. I test fisici includevano semplici esercizi di carico su scale o tapis roulant, o prove di centrifuga che richiedevano un”alta resistenza, o esercizi di sedia rotante a più assi familiari ai piloti dagli esami aeromedici. Nei test psicologici paralleli, i candidati sono stati testati con stimoli inaspettati o sgradevoli, come le prove con acqua calda o fredda o gli esercizi in camera oscura. I test psicologici includevano anche il test di Rorschach, che è altrimenti soggetto a dubbi di credibilità.

Alla fine dei test di Wright Patterson, la commissione di nomina ha proposto 18 candidati pienamente qualificati dal punto di vista medico alla fine della serie di test alla fine di marzo 1959. Lo Space Task Group Selection Committee si riunì il 1° aprile 1959 e dei 18 candidati idonei, sette furono infine selezionati per l”addestramento degli astronauti. Questo gruppo fu annunciato dalla NASA il 2 aprile 1959, e furono poi presentati come i Mercury Seven (Mercury 7) il 9 aprile 1959 a Washington come i futuri astronauti statunitensi, e con questi sette piloti iniziò la formazione degli astronauti.

Settimane originali

Il gruppo seguente, conosciuto dalla stampa come i Mercury Seven, iniziò l”allenamento:

Sei di loro andarono nello spazio come parte del programma (Slayton fu abbandonato dal gruppo nel 1962 a causa di problemi di cuore, e volò nel programma Soyuz-Apollo solo nel 1975 dopo un intervento chirurgico al cuore).

I candidati astronauti sono saliti alla ribalta con la loro presentazione. Così come l”interesse naturale del pubblico – difficilmente c”era una professione più esotica di quella di “astronauta” all”epoca. La stessa NASA ha ulteriormente aumentato la popolarità dei suoi candidati incoraggiando un accordo tra gli astronauti e una grande rivista americana, che ha comprato i diritti di pubblicare storie sugli astronauti con un”offerta di 500.000 dollari. Come parte dell”accordo, pubblicò le sue relazioni sulla vita degli astronauti nella serie Life, così come le loro biografie. In questa serie di articoli, che durò 28 numeri tra il 1959 e il 1963, Life creò un nuovo eroe americano ritraendo gli astronauti come una sorta di “supereroe quotidiano”, abbellendo il loro background e presentando la loro vita quotidiana al di fuori dell”allenamento nello stereotipo americano.

Oltre a Mercury Weeks, altri due nomi – entrambi postumi – furono usati per i primi sette astronauti della NASA. Uno era Astronaut Group 1, che la NASA usò in seguito quando iniziò a reclutare altri gruppi di astronauti per il programma Gemini e poi per il programma Apollo, e voleva distinguere i gruppi selezionati in tempi diversi. Ma non fu solo la NASA, ma gli stessi astronauti, a distinguersi dando un nome al gruppo, e così gli Original Seven divennero noti e in seguito il nome del gruppo più usato pubblicamente, anche per distinguerlo dagli altri (come i New Nine reclutati nel 1962, o i Fourteen nel 1963).

Addestramento degli astronauti

L”addestramento era molto simile al programma di selezione alla Wright-Patterson Airbase: si esercitavano sui profili di decollo e di entrata in simulazioni di accelerazione centrifuga, si allenavano in una valigia, in una camera di calore o in camere di anidride carbonica, o mantenevano la loro forma fisica con vari sport. Ma c”erano anche aree completamente nuove. Hanno visitato gli stabilimenti di vari fornitori, imparando a conoscere l”hardware che viene costruito, hanno visitato Cape Canaveral, il punto di partenza per le loro future missioni spaziali, e sono andati ad Akron per vedere lo stabilimento di produzione delle tute spaziali. Iniziarono anche un processo di specializzazione: Carpenter, per esempio, con la sua esperienza navale, divenne un esperto delle comunicazioni e dei sistemi di navigazione della navicella, Grissom si immerse nei sistemi di controllo ed elettromeccanici di Mercury, e Glenn aiutò con il pannello strumenti della cabina. L”addestramento comprendeva esercizi di volo oltre ai test di cui sopra. Da un lato, hanno continuato i loro voli precedenti in caccia ad alte prestazioni per mantenere le loro abilità di volo, e dall”altro, si sono esercitati per l”assenza di peso che avrebbero affrontato facendo voli parabolici nel velivolo C-131 della NASA, che era stato progettato per questo scopo.

In totale furono costruiti venti Mercury, tre lanci falliti, cinque furono messi in orbita balistica e sei orbitarono intorno alla Terra. Sei esperimenti sono stati eseguiti con esseri umani, due dei quali solo in orbita balistica. Il veicolo spaziale permetteva a un solo uomo di volare nello spazio per 24 ore, fino a un massimo di 36. Le batterie chimiche erano capaci di 1500-3000 watt-ora (Wh), a seconda del compito. Era a forma di campana, alta 3,4 metri compresi i razzi booster, con una larghezza massima di 1,9 metri. Era di costruzione a doppia parete, l”involucro esterno era in lega di nichel, l”interno in lega di titanio, con un materiale isolante di fibra ceramica tra di loro. Il razzo di salvataggio era montato nel muso. L”altezza della torre di salvataggio è di 6,2 metri. Il paracadute stabilizzatore e il cercatore d”orizzonte a infrarossi stabilizzatore sono stati installati nell”alloggiamento dell”antenna. La cabina ha un diametro di 1,9 metri e un”altezza di 1,5 metri. Durante il tempo di servizio, l”astronauta ha eseguito i compiti richiesti in posizione seduta, senza quasi nessun movimento.

Alan Shepard fu il primo americano ad andare nello spazio con la navicella Freedom 7, facendo un salto suborbitale nello spazio. John Glenn fu il primo americano ad orbitare intorno alla Terra nella navicella Friendship 7. I sovietici hanno anche superato gli americani nel volo spaziale con equipaggio con il programma Vostok.

Voli di prova senza equipaggio

Il primo tentativo del programma Mercury sarebbe stato Little Joe 1, se non fosse stato ostacolato da un guasto. L”esperimento non ha avuto luogo a Cape Canaveral, ma a Wallop Island, e gli ingegneri volevano vedere come si sarebbe comportata la torre di fuga, in particolare nel momento di massima pressione dinamica (la massima resistenza al decollo). Per questo scopo, un razzo Little Joe era sufficiente, poiché poteva simulare la pressione dinamica desiderata, e poi un modello della navicella Mercury è stato costruito su questo veicolo di lancio, e infine l”unico sistema completo, la torre di salvataggio.

Tuttavia, il volo previsto fu un fallimento completo nel 1959. Il 21 agosto 1959: 35 minuti prima del lancio previsto, quando l”automatico e l”autodistruzione erano collegati alla fonte di alimentazione della propria batteria, le cariche esplosive che separavano le unità della navicella furono innescate inaspettatamente – l”equipaggio che si preparava al lancio iniziò un volo nel panico – e infine la torre di salvataggio (che rilevò correttamente l”emergenza) fu lanciata con il modello di navicella allegato, mentre il razzo rimase nella piattaforma di lancio. Il razzo di salvataggio ha poi fatto il suo lavoro in modo esemplare, portando Mercurio all”altitudine richiesta di circa 600 metri, dove l”ha rilasciato. Il rapporto del test è stato completato in meno di un mese, e la causa del guasto è stata identificata come una cosiddetta “corrente vagante” causata da un avvolgimento improprio.

Oltre alla serie di esperimenti di Little Joe a Wallop Island (che doveva essenzialmente provare la funzionalità del razzo di salvataggio), la NASA iniziò a testare un altro importante componente, lo scudo termico. Questo richiedeva un veicolo di lancio più potente, il cosiddetto razzo Big Joe. Il Big Joe era essenzialmente il razzo Atlas. Nell”esperimento Big Joe, il veicolo di lancio Atlas-10D è stato accoppiato ad una navicella Mercury non operativa ma efficiente in termini di massa e dimensioni, e uno scudo termico (che si riscalda al rientro, brucia, brucia, si disintegra lentamente, ma distribuisce il calore in modo efficiente) è stato montato sulla navicella, scelto dopo un lungo dibattito di progettazione.

Il lancio avvenne il 9 settembre 1959 da Cape Canaveral, rampa di lancio 14. Durante il volo, tutto ha funzionato perfettamente fino a circa due minuti, quando il controllo ha ricevuto un segnale di errore sulla telemetria: la separazione dello stadio non è riuscita. Poiché lo stadio continuava a volare come peso morto, non c”era alcuna possibilità che la navicella raggiungesse l”altitudine e la velocità previste. Con lo stadio del razzo rimasto sulla navicella (sconfiggendo così lo scopo primario dello scudo termico), il controllo ha dovuto giocare con i propulsori di controllo reattivo (essenzialmente i piccoli propulsori ausiliari che fanno il governo) per far scendere il razzo, cosa che alla fine è riuscita, anche se il propellente per il governo è stato completamente consumato. La navicella Mercury ha finalmente raggiunto un”altitudine massima di 140 km e dopo un volo di 2292 km, ha raggiunto l”Oceano Atlantico, dove le squadre di soccorso l”hanno trovata relativamente intatta dopo alcune ore di ricerca.

Il 4 ottobre 1959, ebbe luogo il successivo test del Mercury – di nuovo a Wallop Island – che all”epoca non era contrassegnato e solo più tardi ricevette la denominazione di Little Joe 6. Il test è stato essenzialmente un passo indietro rispetto al primo tentativo fallito, l”unica cosa in comune è che il veicolo di lancio utilizzato era lo stesso che era stato lasciato sulla rampa di lancio in agosto. Per quanto riguarda gli obiettivi dei test di volo, il passo indietro significava che gli unici test erano quelli di verificare l”idoneità del razzo e le caratteristiche di volo e la robustezza del veicolo spaziale. A tal fine, una capsula spaziale di massa e dimensioni sufficienti, ma non dotata di sistemi e quindi non operativa, e una torre di fuga altrettanto non operativa furono assemblate con il razzo.

Durante l”esperimento, Little Joe ha sollevato la struttura di 16,5 metri di altezza e 20 tonnellate ad un”altitudine di 65 chilometri, dove alla fine dei due minuti e mezzo di volo, i comandi hanno innescato l”autodistruzione come previsto. I pezzi della navicella hanno colpito l”oceano a 115 chilometri di distanza. L”esperimento fu considerato un successo.

A Wallop Island, gli esperimenti erano continui, con i razzi Little Joe che venivano lanciati ogni mese al giorno. Così, il 4 novembre 1959, Little Joe 1A fu lanciato, replicando esattamente il volo fallito di Little Joe 1. Gli obiettivi erano gli stessi, il volo era destinato a verificare l”idoneità del razzo di salvataggio, con l”aggiunta di quanti più dati possibili sul sistema di paracadute. La capsula designata per il volo era di nuovo un mock-up non funzionante, con solo il razzo di salvataggio intatto. All”esperimento ha partecipato anche la stampa, dopo una breve battaglia in cui i giornalisti hanno lottato per ottenere informazioni di prima mano sul volo (lo staff della NASA ha quindi dato alla stampa un dettagliato “training” in anticipo, in modo che eventuali interruzioni nel conto alla rovescia non venissero riportate come un errore o un fallimento).

Little Joe 2 fu lanciato dalla sua solita posizione a Wallop Island il 4 dicembre 1959, e fu un sostanziale miglioramento rispetto al tentativo precedente. Anche se l”LJ-1A non è stato un successo incondizionato, gli sperimentatori hanno aggiunto il volo dal vivo all”esperimento Little Joe-Mercury. Erano curiosi di vedere come un organismo semplice come una piccola scimmia di rame si sarebbe comportato sotto gli effetti del movimento del veicolo spaziale, dell”assenza di peso e delle radiazioni ad alta quota. Più tardi, hanno pianificato di lanciare un ulteriore pacchetto biologico: chicchi d”avena, neuroni di ratto, colture di tessuti e insetti sono stati preparati per viaggiare con la scimmia.

Il lancio avvenne alla presenza di due nuovi candidati astronauti, Alan Shepard e Virgil Grissom. Little Joe sollevò la Mercury a 30 000 metri, e il razzo di salvataggio in fase di lancio alzò ulteriormente l”altitudine, portando la capsula a 84 000 metri, prima della caduta libera dal centro morto. L”altitudine di picco ha finito per essere quasi 30 000 metri più bassa del previsto, a causa di una resistenza errata. Sam la scimmia ha finito per sperimentare solo 3 minuti di assenza di peso invece dei 4 previsti. Alla fine di circa 6 ore di agitazione e rotazione, le squadre di soccorso sono riuscite a tirare fuori la scimmietta dal mare in modo sicuro, dopo un atterraggio senza problemi. Gli esperti dichiararono tutti gli obiettivi preliminari un successo e furono entusiasti – specialmente per il lanciatore Little Joe perfettamente funzionante – anche se le opinioni in seguito divennero più sfumate, con i biologi in particolare che si lamentavano dei risultati poco soddisfacenti dell”esperimento sugli animali. L”obiettivo principale è stato comunque raggiunto, e il razzo di salvataggio si è dimostrato perfettamente adatto a un eventuale salvataggio di emergenza della navicella con esseri viventi – anche umani – a bordo.

Il viaggio di Sam la scimmia fu seguito da una ripetizione dei non del tutto riusciti voli Little Joe 1 e 1A, con la piccola differenza che la navicella stava nuovamente trasportando “qualcuno”, Miss Sam, una piccola scimmia di rame femmina. Il 21 gennaio 1960, un altro razzo Little Joe fu lanciato da Wallop Island, e questa volta finalmente si comportò come previsto. Il razzo è caduto a meno di 15 chilometri dalla quota prevista e ha raggiunto una velocità di oltre 3.200 km

L”unica vera novità del volo era un esercizio di salvataggio, con gli ingegneri che simulavano un”emergenza all”altitudine di burn-out del Little Joe e il razzo di salvataggio che doveva essere lanciato. L”operazione si è svolta senza intoppi, con altri 75 m

Nel febbraio 1960, in una riunione a Los Angeles, la NASA decise (basandosi un po” sui test di Little Joe e Big Joe) la configurazione finale del veicolo spaziale Mercury, del razzo Atlas e del razzo di salvataggio, e pianificò di implementarla con la configurazione finale. La finalità – e forse la presenza di hardware funzionante – si rifletteva anche nel fatto che il volo non era destinato ad essere lanciato come Big Joe, ma come l”ultimo Mercury-Atlas-1. Per il volo, hanno quindi preso la capsula spaziale n. 4 della McDonnell, costruita in fabbrica, e hanno installato attrezzature e strumentazioni aggiuntive. Il veicolo spaziale era più un”officina di misurazione nella sua costruzione finale che un veicolo spaziale funzionale, dati i sistemi mancanti (supporto vitale, sedile del pilota, pannello strumenti, propulsori di guida, ecc) che non erano ancora stati installati.

Parametri da testare prima del volo

Il 24 luglio, i parametri da raggiungere dal veicolo spaziale (5700 m

Un minuto dopo il lancio, si è perso ogni contatto con il razzo. Un secondo prima che la trasmissione venisse interrotta, fu ricevuto un segnale via telemetria che la differenza di pressione tra il serbatoio di carburante e i serbatoi di ossigeno liquido era improvvisamente cessata. Poiché non era disponibile alcun controllo visivo attraverso la nube, non era possibile sapere se questo segnale era la causa dei problemi o il risultato finale dei problemi in cui i serbatoi erano distrutti, ma era chiaro dai segnali che il razzo e la navicella erano stati distrutti. Le cause sono state difficili da scoprire, anche se le squadre di soccorso sono riuscite a trovare il razzo precipitato e la capsula spaziale Mercury nel mare. La causa del fallimento non poteva essere determinata, ma la NASA ha deciso di ripetere il volo, solo per caricare la navicella con gli strumenti per il prossimo test.

La progettazione dell”esperimento Little Joe 5 iniziò circa un anno prima del lancio previsto, e l”idea originale era quella di lanciare la prima capsula spaziale Mercury operativa o razzo di salvataggio incorporando uno speciale “pacchetto” contenente uno scimpanzé di medie dimensioni per testare il comportamento della navicella e del suo occupante al massimo Q. Tuttavia, i ritardi nell”atterraggio della capsula spaziale, i problemi con il cosiddetto “anello di graffa” che collega la navicella e il razzo, e la pirotecnica di separazione incorporata, ritardarono i preparativi, così Robert Gilruth decise (con l”accordo degli ingegneri della STG) di togliere il volo dello scimpanzé dagli obiettivi di pianificazione, in modo che l”equipaggio potesse concentrarsi maggiormente sulle questioni tecniche. Più tardi, sono sorti altri problemi con l”installazione dei serbatoi di elio e perossido di idrogeno, causando ulteriori ritardi. C”erano anche ulteriori problemi di peso con l”hardware di volo, che ha sollevato la possibilità di un atterraggio indesiderato in Africa.

Il lancio fu infine programmato per l”8 novembre 1960. Quel giorno, l”esperimento finì in un completo fallimento. Il razzo è decollato da Wallop Island alle 10:18 ora locale (15:18 UTC) ed è stato distrutto dopo soli 16 secondi di volo. Il razzo di salvataggio è stato poi sparato prima del tempo, mentre il veicolo di lancio stava ancora accelerando la navicella, ma tutti i componenti sono rimasti in uno stato di accoppiamento, hanno virato fuori rotta e si sono schiantati in mare. La capsula ha raggiunto un”altitudine di soli 16,2 km e si è schiantata in mare a 20,9 km dalla rampa di lancio, molto al di sotto del raggio d”azione previsto. Le squadre di soccorso hanno poi recuperato alcuni dei rottami dal mare per ulteriori analisi.

Nella seconda metà del 1960, all”interno della NASA fu ventilata l”idea – in parte per paura che i sovietici li precedessero e in parte per risparmiare sui costi – di dividere gli esperimenti e, oltre al volo orbitale con il razzo Atlas, di eseguire un cosiddetto salto spaziale (volo in orbita balistica) con un razzo di potenza inferiore, che sarebbe stato un volo spaziale solo in quanto avrebbe attraversato la linea Kármán. Il razzo Redstone fu scelto e la navicella Mercury fu costruita sopra di esso per testare il salto nello spazio.

Per testare il nuovo profilo di volo, gli ingegneri progettarono di far volare una capsula spaziale Mercury in scala reale (esempio di fabbrica numero 2) con un lanciatore Redstone (contrassegnato MR-1) e una torre di fuga in scala reale. Il piano era quello di utilizzare questa combinazione di attrezzature per testare il sistema di guida automatica e di atterraggio del veicolo spaziale, così come il lancio a terra, il salvataggio e l”infrastruttura di tracciamento. Inoltre, volevano anche testare il funzionamento del sistema di rilevamento dell”aborto (il sistema è stato impostato per rilevare e segnalare una situazione di aborto al sistema di controllo, ma non per innescare un aborto stesso).

Il lancio era inizialmente previsto per il 7 novembre 1960, ma fu rilevato un guasto nel sistema dell”elio (la pressione scese inaspettatamente a un quarto del suo valore normale), quindi il lancio dovette essere rimandato, la navicella e lo scudo termico smontati da Redstone, il guasto corretto (sostituendo i serbatoi e ricablando) e l”insieme riassemblato. Il nuovo lancio era previsto per il 21 novembre 1960. È stata la prima volta che il centro di controllo di Mercury è stato utilizzato per guidare il volo.

Il lancio è avvenuto alle 9:00 ora locale (14:00 UTC) dalla piattaforma di lancio LC-5. I controllori sorpresi videro attraverso il periscopio del nuovo centro di controllo che il razzo rombava, poi improvvisamente il rombo cessò, il razzo sobbalzò, poi si posò sul piano di coda e il silenzio si posò sulla rampa di lancio. Subito dopo, il razzo di salvataggio si avvia e vola via, ma lascia la capsula spaziale in cima al razzo. Tre secondi dopo che il razzo di fuga vola via, il paracadute della capsula si dispiega e copre la capsula, dispiegandosi a metà. La situazione divenne piuttosto pericolosa a causa del malfunzionamento del sistema: il razzo completamente carico si trovava sulla rampa di lancio senza alcuna sicurezza, contando solo sulla gravità, con il paracadute che pendeva sul lato dell”intero gruppo, minacciando di essere spazzato via da una piccola folata di vento.

Il fallimento alla fine è passato nei rapporti come il “volo di quattro pollici” (altri hanno riassunto l”evento come “abbiamo sparato solo il missile di salvataggio”). In primo luogo, il comando ha scelto tra diverse opzioni di aspettare che le batterie necessarie per alimentare i sistemi del missile fossero esaurite in modo che l”ossigeno liquido potesse lentamente bollire e il missile esplosivo potesse essere avvicinato. La risoluzione dei problemi che è iniziata presto ha rivelato la causa del problema: durante il lancio, diversi connettori dei cavi sono stati scollegati dal razzo in sequenze diverse, e un cavo sbagliato (un cavo più corto da un diverso tipo di Redstone) è stato tirato fuori dal razzo nell”ordine sbagliato, così il motore ha rilevato questo come un comando di spegnimento e ha fermato il processo di lancio molto prima che fosse completo. Una volta identificato il difetto, si è deciso di ripetere il test.

Meno di un mese dopo il tentativo fallito, la NASA era pronta a fare un altro salto nello spazio. Il volo Mercury-Redstone-1A fu una completa ripetizione del tentativo fallito del 19 novembre. Il veicolo spaziale era lo stesso (numero di fabbrica Nr.2) di quello che era stato smontato da MR-1, e il razzo usato per l”assemblaggio era il MRLV-3. Lo scopo del volo è rimasto lo stesso: verificare l”operatività del sistema di guida automatica e di atterraggio e il sistema di interruzione del volo utilizzando la capsula spaziale operativa, il razzo e la torre di fuga.

Il lancio ebbe luogo il 19 dicembre 1960, quando il razzo Redstone decollò dalla piattaforma di lancio LC-5 di Cape Canaveral alle 11:15 (16:15 UTC). Il motore ha funzionato per 143 secondi, e la navicella è stata infine lanciata a un”altitudine di 210 chilometri (210 miglia) ed è atterrata nell”Oceano Atlantico a 378 chilometri (378 miglia) dal sito di lancio. La velocità massima di fine volo era di 7900 km

Dopo il successo della missione Mercury-Redstone-1A, la NASA passò immediatamente ai voli spaziali a razzo Redstone, poiché questo era il modo più veloce per gli Stati Uniti di battere i sovietici. Il passo successivo è stato quello di fare un vero e proprio salto nello spazio con un veicolo spaziale completamente attrezzato, ma prima con una scimmia a bordo, una sorta di prova generale prima di far volare un uomo in modo che gli effetti sugli organismi viventi potessero essere studiati. Gli obiettivi di Mercury-Redstone-2 sono stati definiti di conseguenza. Tuttavia, invece delle scimmie rhesus già utilizzate negli esperimenti di Little Joe, per il volo fu scelto uno scimpanzé, un primate con un fisico più simile a quello umano. Alla Holloman Air Force Base, una colonia di 40 scimmie era già stata stabilita per gli esperimenti, e una fu scelta per il volo. La scimmia scelta è nata in Camerun nel 1956 ed è stata trasferita in America nel 1959, e per l”esperimento l”originale Chang (il “numero di inventario” è stato cambiato da 65 a Ham. Ham non aveva il significato originale inglese di ”ham”, ma era un acronimo composto dalle iniziali dell”Holloman Aerospace Medical Center, che gestiva l”esperimento. Ciò che era nuovo per Ham, rispetto al volo precedente, era la necessità di ideare test per verificare non solo le funzioni vitali ma anche la risposta dell”organismo all”assenza di peso e gli effetti del volo spaziale. Il più importante di questi test è stato quello di sottoporre l”animale a diversi suoni e

Venti veterinari e custodi, con sei dei migliori animali selezionati alla base Holloman, furono trasferiti a Cape Canaveral il 2 gennaio 1961, dove fu loro assegnato un reparto separato. La nuova posizione ha iniziato prima un periodo di acclimatazione, poiché le scimmie sono state spostate dall”elevazione di Holloman di circa 1500 metri sul livello del mare al livello del mare, in modo che i valori di salute misurati delle scimmie sono cambiati per motivi oggettivi. Gli animali sono stati poi divisi in due gruppi separati dove i membri dei due gruppi non potevano entrare in contatto, evitando così che una possibile malattia infettiva si diffondesse in tutti i candidati allo stesso tempo. Durante il periodo che ha preceduto il lancio, gli scimpanzé si sono esercitati quotidianamente nei compiti che avevano imparato a Holloman, solo che questa volta i segnali luminosi e sonori e le braccia di risposta sono stati incorporati in un mock-up a grandezza naturale della cabina Mercury per permettere agli animali di abituarsi al nuovo “ambiente di lavoro”.Il giorno prima del lancio, un membro dello Space Task Group e un veterinario del team Holloman hanno esaminato gli animali e selezionato il candidato più adatto, Ham. Allo scimpanzé assegnato al volo fu assegnata anche una riserva, una femmina di nome Minnie. Per i due esemplari selezionati, il processo di lancio è iniziato 19 ore prima del lancio previsto, quando sono stati dotati di biosensori per misurare i loro segni vitali e nutriti con una dieta alimentare. Sette ore e mezza prima della partenza, è stato effettuato un ultimo controllo medico. Quattro ore prima del decollo, i due animali sono stati collocati in sedili pressurizzati appositamente progettati per il volo e portati alla rampa di lancio.

Il lancio del Mercury-Redstone-2 avvenne il 31 gennaio 1961 alle 11:55 (16:55 UTC), dopo una serie di ritardi nel lancio dovuti a problemi (l”ascensore della rampa di lancio si bloccò, troppe persone erano inutilmente presenti nell”ambiente della rampa di lancio, un sistema impiegò 20 minuti in più per sistemarsi, e il coperchio di uno dei connettori del razzo si bloccò). Il viaggio dello scimpanzé è stato tutt”altro che privo di problemi. Un minuto dopo il lancio, i dati telemetrici hanno rilevato una deviazione di 1 grado nella traiettoria, e la deviazione è aumentata. L”accelerazione è durata 137 secondi, a quel punto il motore automatico del razzo si è spento come programmato. Il razzo di salvataggio ha rilevato lo spegnimento del motore come un guasto, ma invece di disinserirsi, si è acceso e ha continuato a sollevare la capsula. Il fallimento del razzo di fuga ha causato la sovravelocità della navicella, superando la velocità prevista di circa 7081 km

Nonostante le difficoltà, la scimmia ha fatto un ottimo lavoro. Come per l”esercizio a terra, ha dovuto tirare le leve su vari spunti e ha sbagliato solo due volte su 50 (di nuovo, punito con una piccola scossa elettrica). All”atterraggio, un altro problema è diventato evidente al controllo. Il guasto si è verificato durante la separazione del razzo e il falso lancio del razzo di salvataggio, i razzi di rinforzo dei freni utilizzati per l”impostazione della traiettoria finale all”atterraggio (che erano impacchettati in un “pacchetto” e legati al fondo della cabina per un facile distacco alla fine della frenata) sono stati staccati prematuramente. Pertanto, la manovra di frenata non ha avuto luogo nella parte superiore della traiettoria. La capsula è poi tornata nell”atmosfera e, a causa dei molteplici cambiamenti di traiettoria, Ham è stato sottoposto a 14,7 G alla massima decelerazione. I problemi non hanno lasciato il veicolo spaziale durante la discesa. Ham è schizzato giù nell”Oceano Atlantico dopo un volo di 16 minuti e 39 secondi, a 679 chilometri dal sito di lancio e a 90 chilometri dalla nave in attesa più vicina, il cacciatorpediniere USS Ellison. Durante l”atterraggio, la cabina fu danneggiata, lo scudo termico fu strappato e ci fu una perdita, così l”acqua cominciò a riversarsi nella cabina, minacciando di affondarla. Un aereo di ricerca e salvataggio P2V inviato a monitorare l”atterraggio e a localizzare la posizione della cabina nell”acqua ha scoperto la cabina del Mercury capovolta nell”acqua 27 minuti dopo l”atterraggio. Il comando ha poi ordinato alla Marina di ordinare gli elicotteri per un salvataggio anticipato, poiché il recupero della barca avrebbe richiesto almeno 2 ore. La portaerei più vicina, la USS Donner, inviò un elicottero di ricerca e salvataggio, che alla fine recuperò la capsula spaziale che affondava. I piloti stimano che circa 360 litri d”acqua si erano accumulati all”interno della cabina quando è stata recuperata. Oltre al danno alla parete della cabina, l”acqua è entrata nella cabina attraverso una valvola (la stessa attraverso la quale l”aria è uscita durante la fase iniziale del volo ed è rimasta aperta). Dopo l”estrazione, l”elicottero ha trasportato la cabina alla USS Donner e la porta è stata aperta a bordo. I marines trovarono Ham legato al suo sedile, sano e salvo. L”animale, che era in buone condizioni, ha ricevuto una mela e un”arancia dalla cambusa, che ha consumato con gusto.

La missione di Ham non è stata un chiaro successo, quindi è stato necessario apportare modifiche al razzo e testarne la funzionalità in un altro volo di prova prima del volo spaziale con equipaggio.

Nel frattempo, si facevano progressi anche sull”altro ramo dell”esperimento, il volo orbitale. La chiave era rendere il razzo Atlas idoneo allo spazio per il programma Mercury, che era fallito in modo spettacolare con Mercury-Atlas-1. Durante l”indagine sull”incidente, i sospetti si sono concentrati sulla progettazione del razzo come possibile fonte di fallimento. L”Atlas era un cosiddetto razzo cherosene-ossigeno (cioè che utilizza cherosene RP-1 come combustibile e ossigeno liquefatto come ossidante), che ebbe il suo primo lancio di successo il 17 dicembre 1957 come missile balistico militare. La filosofia di progettazione della struttura era abbastanza unica, gli ingegneri hanno usato il cosiddetto metodo del “pallone a gas”: i serbatoi della navicella erano fatti di acciaio inossidabile più sottile della carta e venivano riempiti al ritmo della loro evacuazione con gas elio a una pressione di 170-413 kPA, che forniva resistenza strutturale all”intero razzo. Secondo i collaudatori, il razzo esplodeva o cadeva a pezzi a causa dell”insufficiente resistenza strutturale, così il successivo razzo Atlas fu dotato di una cinghia d”acciaio (nota come freno di incollaggio o cintura in gergo astronautico) come rinforzo per compensare la debolezza strutturale della versione “a parete sottile”. La cinghia è stata prima testata in laboratorio e nella galleria del vento e trovata adatta, ma c”è stato un lungo dibattito tra lo Space Task Group, l”Air Force e Convair sul fatto che fosse una soluzione adatta. Alla fine, l”opinione maggioritaria di STG e Convair raccomandò a James Webb, il nuovo capo della NASA, di autorizzare il volo (Webb, come leader di pochi giorni, prese il rischio di andare contro l”Air Force, che aveva più esperienza nella gestione del razzo ed era contrario all”esperimento, e di portare tutte le conseguenze di un fallimento su di sé e sulla NASA).

Stranamente, però, gli ingegneri non hanno specificato un test orbitale, ma solo uno suborbitale, come misura precauzionale, il razzo doveva essenzialmente solo accelerare la capsula Mercury per un salto spaziale automatico. La decisione di Webb fu presa e il razzo, il razzo con equipaggio e il razzo di salvataggio furono rapidamente assemblati e impostati per il lancio. Il 21 febbraio 1961, alle 9:28 (14:28 UTC), la navicella fu lanciata senza problemi, monitorata dai controllori del centro di controllo locale. Diverse persone hanno a malapena osato respirare durante il lancio, e si sono sentiti sospiri di sollievo quando, dopo 1 minuto di volo, il razzo e la navicella hanno superato la zona Q massima e hanno continuato ad accelerare come previsto. La telemetria ha indicato in modo sequenziale l”arresto del veicolo di lancio, la separazione del veicolo spaziale dal razzo, la separazione dalla torre di fuga, il rollover del veicolo spaziale all”accensione di frenata, la manovra di frenata avvenuta, e infine la separazione del pacchetto di frenata. Il contatto radio è stato perso a questo punto a causa della distanza, ma presto la USS Greene in uscita ha riferito che stava ricevendo segnali dalla capsula e dal razzo di ritorno, e che stava monitorando visivamente il rientro. Nella zona di atterraggio (un”ellisse di 20×40 miglia di diametro con errori), la USS Donner attendeva l”arrivo della navicella. Il cacciatorpediniere ha individuato la navicella, e gli elicotteri di salvataggio inviati hanno sollevato Mercury a bordo entro 24 minuti. Il tentativo è stato un successo completo.

Gli ingegneri consideravano vitale testare il comportamento del sistema del veicolo spaziale nella massima gamma di pressione dinamica (max Q), e si aspettavano di fare progressi in questo campo ripetendo il fallito volo Little Joe 5 (anche se i dati dei test Mercury-Atlas erano già disponibili). Ecco perché si è mirato a una ripetizione di LJ-5, soprattutto alla luce del fatto che il tentativo di sinistra non era riuscito a identificare chiaramente la causa del fallimento.

Il 18 marzo 1961, alle 11:49 (16:49 UTC), Little Joe 5 fu lanciato da Wallop Island, ma questa volta non tutto funzionò bene. Appena 20 secondi dopo il lancio e 14 secondi prima del tempo limite, il razzo di fuga è stato attivato di nuovo, la navicella si è separata dal razzo e lo ha quasi colpito, per poi scendere nell”oceano con il paracadute. La capsula è infine atterrata a 28 chilometri dal punto di atterraggio designato con un paracadute leggermente danneggiato. Secondo l”analisi post-volo, la pressione dinamica (resistenza) ha esercitato una tale forza di deformazione strutturale sulla struttura del veicolo spaziale che la torsione della fusoliera e la fusoliera avanti e indietro alla fine ha sporcato l”elettronica, che ha dato un falso comando di interruzione. L”esperimento fu di nuovo fallimentare, o almeno parzialmente riuscito.

Il lancio ha anche dato all”equipaggio di terra l”opportunità di fare pratica in condizioni reali, che avrebbero poi incontrato con i veicoli di lancio spaziali umani. Il giorno del lancio, un veicolo blindato M113 è stato parcheggiato a 300 metri dal sito di lancio, in cui l”equipaggio – compreso il “maestro di fuoco” che ha supervisionato il lancio – ha preso posto e ha aspettato che l”osso volante facesse il suo lavoro nel rumore del lancio. Un altro veicolo – un camion vuoto rivestito di amianto – era parcheggiato a 20 metri dal deflettore del getto di gas del razzo, simulando la posizione della torre di fuga mobile. Durante i preparativi per il lancio, c”è stato un piccolo problema con la temperatura del carburante che ha raggiunto quasi il punto di ebollizione e una certa fuoriuscita di liquido dal razzo. Il processo di rifornimento era controllato da un computer, che doveva essere regolato per risolvere il problema.

Il 24 marzo 1961, alle 12.30 ora locale (17.30 UTC), il razzo fu lanciato. Il razzo è decollato come previsto, anche se la velocità di fine fuoco era di 26,7 m

Dopo il successo del primo test del missile Atlas, sono iniziati i preparativi per il prossimo test. È ormai certo che il razzo di produzione D-100 migliorato sarà utilizzato per questo test – con la cabina Mercury numero 8. Il miglioramento consisteva nel sostituire la parete laterale del razzo con un materiale più spesso, che prometteva una maggiore stabilità strutturale, per evitare che il Mercury-Atlas-1 si schiantasse per questo motivo. Il piano originale prevedeva che l”Atlas portasse la capsula Mercury in un volo balistico a lunga traiettoria sopra l”Atlantico (2.000-2.500 km invece dei 400-500 km del salto spaziale Mercury-Redstone), ma in seguito al volo di Gagarin il piano di volo fu completamente riscritto e fu previsto un volo orbitale a giro singolo. Inoltre, un veicolo spaziale robotico è stato dotato di un “robot” che, oltre a ricevere vari strumenti, era in grado di imitare la respirazione per mezzo di un sistema speciale di pompe per misurare i carichi durante il volo, testando così il sistema di supporto vitale. Secondo il piano B, se il razzo Atlas non avesse raggiunto la velocità richiesta, il volo avrebbe potuto essere interrotto in qualsiasi punto sopra l”Atlantico e trasformato in una missione almeno altrettanto vicina al volo suborbitale.

Mercury-Atlas-3 fu lanciato il 25 aprile 1961 alle 11.15 ora locale (15:15 UTC) senza grandi ritardi, ma a causa di un guasto al sistema di controllo – la navicella volò dritta verso l”alto e non si agganciò alla sua orbita – dovette essere autodistrutta al 43° secondo del volo. L”unica unità funzionante era il razzo di fuga, che separava automaticamente Mercurio prima che l”Atlas esplodesse, in modo che potesse poi scendere nell”oceano. Parte del relitto dell”Atlas, compreso il suo sistema di guida, è stato trovato due mesi dopo sul luogo dell”incidente, profondamente incastrato nel fango, permettendo di identificare la causa del fallimento.

A Wallop Island erano in corso i preparativi per il settimo lancio del Little Joe, poiché si riteneva assolutamente necessario effettuare i test falliti dell”LJ-5 e dell”LJ-5A. A questo scopo, hanno usato la cabina Mercury numero 14, che questa volta era caricata con ancora più strumenti. Il piano originale prevedeva che il razzo salisse su una traiettoria ripida fino a 15 000 metri, dove poteva staccarsi dal veicolo spaziale, la torre di fuga poteva staccarsi, il paracadute poteva essere espulso dall”alloggiamento del paracadute e l”atterraggio poteva iniziare. La forza Q massima di circa 5000 kg

Il 28 aprile 1961, alle 9:03 (14:03 UTC), avvenne il decollo. Gli osservatori videro subito che uno dei motori Castor non era riuscito a partire, rendendo ovvio che la traiettoria sarebbe stata molto più bassa. Alla fine, il razzo ha portato la navicella ad un”altitudine di soli 4500 metri, mentre la forza rilevata durante il Q max era quasi il doppio. L”interruzione programmata del volo è avvenuta al 33° secondo. La navicella è infine atterrata a 3,5 chilometri dal punto di atterraggio ed è stata sollevata dall”elicottero di salvataggio senza problemi. Data la struttura, che può portare il doppio del carico, l”esperimento è stato dichiarato un successo, nonostante il fatto che la traiettoria fosse completamente fuori bersaglio.

Il fallimento di Mercury-Atlas-3 ha completamente riscritto i piani per il prossimo volo. I piani originali prevedevano una ripetizione del precedente salto spaziale con una scimmia a bordo, ma questo fu poi cambiato con un astronauta robot che sostituiva la scimmia e un volo con 3 orbite della Terra, da effettuarsi dalla NASA nell”aprile 1961. Poi, a causa del fallimento del MA-3 e poi una serie di ritardi nella produzione dell”Atlas, l”esperimento fu rimandato e il piano di volo fu cambiato. Inoltre, fu presa un”insolita decisione di usare la cabina 9 del Mercury per il volo: la cabina 8 del MA-3, che era caduta in mare, fu ripescata dal mare, furono fatte le riparazioni e le sostituzioni necessarie e fu costruita sopra il razzo Atlas. Successivamente, nell”impianto di produzione furono trovati transistor difettosi in fabbrica e si sospettò che potessero essere stati usati nell”Atlas e anche nella navicella spaziale, così l”insieme già assemblato fu riportato nell”hangar e smontato di nuovo. La NASA ordinò allora un”ispezione più approfondita possibile, poiché gli Stati Uniti non potevano permettersi di essere in ritardo nella corsa allo spazio – soprattutto dopo i successi di Gagarin e Tyitov – e ancor meno di fallire. La data di lancio è stata anche ritardata a lungo dalle ispezioni, mentre la stagione degli uragani colpiva, e i preparativi hanno dovuto essere fermati due volte a causa degli uragani.

I nuovi piani prevedevano che Mercury-Atlas-4 volasse orbitale, non suborbitale, ma orbitale, con una sola orbita intorno alla Terra. Durante questo tempo, il comportamento del razzo e del veicolo spaziale ha potuto essere osservato durante tutto il processo di lancio (e del razzo per altri tre giorni fino alla decelerazione naturale che lo ha riportato nell”atmosfera). In sostanza, tutto (accelerazione, separazione del razzo, frenata, rientro) era molto simile ai salti spaziali, ma su scala più grande, con un carico maggiore sulla struttura, uno scudo termico più alto e un”area più grande da coprire per le squadre di ricerca e salvataggio dispiegate in mare.

Infine, il 13 settembre 1961, la quarta navicella Mercury-Atlas fu lanciata e compì con successo un”orbita intorno alla Terra. La più grande domanda dopo il lancio era se il rinforzo strutturale fornito dal fianco ispessito sarebbe stato sufficiente per il razzo. Anche se gli strumenti hanno misurato forti vibrazioni nei primi secondi, il razzo ha resistito bene sia a questo carico che alla successiva massima vibrazione dinamica (il carico massimo di vibrazione, chiamato max Q, che varia con la densità e la velocità dell”aria). Il veicolo spaziale ha sottoperformato o sovraperformato alcuni parametri di volo e alla fine si è stabilito in un”orbita leggermente diversa ma soddisfacente intorno alla Terra. Durante l”orbita, l”unica anomalia osservata è stata nel sistema di fornitura di ossigeno, che poi ha esaurito il gas necessario per sostenere l”astronauta (apparentemente a causa di una piccola perdita in assenza di un utente) molto più velocemente del previsto. Gli altri sistemi hanno funzionato in modo soddisfacente. Alla fine della singola orbita, nella zona delle Hawaii, il sistema di controllo ha rallentato la navicella con razzi di decelerazione e la capsula ha iniziato il suo rientro nell”atmosfera. Dopo un volo di 1 ora 49 minuti e 20 secondi, è atterrata a 176 chilometri dalle Bermuda, dove è stata presa a bordo dal cacciatorpediniere USS Decatur. Il volo ha avuto successo, e le analisi successive hanno giudicato tutte le operazioni soddisfacenti.

Mercury-Scout-1 era un esperimento separato della NASA, non per valutare le capacità e l”idoneità dell”hardware di Mercury, ma per testare la rete di rilevamento radio a terra per i voli successivi. All”epoca del programma Mercury, non esistevano ancora satelliti di comunicazione geostazionari, quindi le comunicazioni radio con i veicoli spaziali in orbita attorno alla Terra erano gestite da stazioni radio a terra e da navi che pattugliavano i mari lungo il percorso previsto di un successivo veicolo spaziale con equipaggio. Il principio era che quando il veicolo spaziale arrivava a poche centinaia di chilometri da una stazione ricevente, il contatto veniva stabilito tramite bande radio a onde corte (RH), onde ultra-corte (URH) o frequenze ultra-alte (UHF), e segnali radar in banda C e S. Fuori dalla portata delle stazioni di ricezione a terra, la navicella ha volato senza contatto con il suolo. Le stazioni stesse erano collegate al centro di controllo della NASA tramite cavi terrestri e sottomarini e collegamenti radio a onde lunghe.

Il piano era di usare un razzo Scout modificato per lanciare un satellite di comunicazione in miniatura che avrebbe simulato la navicella Mercury. Il satellite MS-1 di 67,5 kg aveva la forma di una scatola quadrata che conteneva due unità di ricezione di comando, due mini-fari di posizionamento, due fari di telemetria, transponder e antenne radar in banda S e C; gli strumenti erano alimentati da una batteria di 1500 watt-ora. Il primo tentativo di lanciare Mercury-Scout-1 fu fatto il 31 ottobre 1961, ma il motore del razzo non riuscì a partire. L”equipaggio ha controllato il cablaggio dell”accensione e ha programmato un nuovo lancio per il giorno successivo. Il 1º novembre 1961, alle 10:32 UTC (15:32), il veicolo di prova fu lanciato, ma al 28º secondo di volo, il primo stadio del razzo cominciò a disintegrarsi, e al 43º secondo, il controllo emise il comando di autodistruzione. Il guasto è stato attribuito all”inettitudine di un tecnico che aveva installato uno dei cablaggi del sistema di controllo nel modo sbagliato. La NASA cancellò in seguito i test del Mercury-Scout, poiché altri voli sperimentali erano già riusciti ad orbitare intorno alla Terra e a testare il sistema di tracciamento.

A causa dell”inaffidabilità del razzo Atlas – e nonostante il ritardo – la direzione della NASA decise che prima di lanciare un veicolo spaziale con un astronauta a bordo, avrebbero seguito lo stesso programma dei salti spaziali, e prima avrebbero testato il volo di uno scimpanzé. Per fare questo, hanno preparato un razzo Atlas (Atlas 93-D) e un veicolo spaziale Mercury (No. 9) per il volo, e schierato una squadra di cinque scimmie e i loro addestratori, veterinari, dalla Holloman Air Force Base a Cape Canaveral. Le scimmie sono state sottoposte a un cosiddetto ciclo di quattro problemi, che simulava il lavoro nello spazio e che in seguito avrebbero dovuto eseguire su un volo spaziale. In esso, le scimmie dovevano tirare due leve con la loro zampa destra o sinistra in risposta a diversi segnali luminosi, con una debole scossa elettrica per una risposta sbagliata. Poi, dopo una luce verde, una leva doveva essere tirata con un ritardo di 20 secondi, dopo di che alla scimmia veniva data dell”acqua (non veniva dato alcuno shock se il tempo era sbagliato, ma doveva essere ripetuto fino a quando il tempo era corretto). In terzo luogo, una leva doveva essere tirata esattamente 50 volte, dopo di che alla scimmia veniva dato un pezzo di banana. Infine, nel quarto test, il display faceva lampeggiare triangoli, quadrati e cerchi (tre in fila, due identici e uno diverso), e il soggetto doveva selezionare il simbolo che non rientrava nella fila, di nuovo, ovviamente, punito con una scossa elettrica per aver sbagliato. Dal gruppo di cinque scimmie, i medici selezionarono finalmente Enos, lo scimpanzé maschio (Enos significa “uomo” in ebraico e in greco, prima lo scimpanzé era conosciuto solo con il suo numero di registrazione, 81).

Mercury-Atlas-5 decollò il 29 novembre 1961 e orbitò intorno alla Terra normalmente, con solo piccoli errori dei sensori che non influenzarono significativamente il volo. Enos continuò gli esercizi come era stato addestrato per i quattro cicli di problemi di cui sopra. Nella seconda orbita, tuttavia, iniziarono a verificarsi una serie di problemi. La cosa più problematica fu che la scimmia cominciò ad essere fulminata anche quando rispondeva correttamente, così il test cominciò a dare risultati falsi, e quando la scimmia strappò i sensori che misuravano i segni vitali con rabbia, la raccolta dei dati medici si fermò. Tuttavia, un problema più serio era il guasto di uno dei getti dello sterzo. Un pezzo di scheggia metallica nel tubo del carburante ha causato il malfunzionamento dell”ugello, facendo deviare la posizione spaziale del veicolo spaziale da quella corretta. Il sistema automatico lo correggeva di tanto in tanto con gli altri getti, ma questo comportava un consumo di carburante maggiore del previsto. Il guasto minacciava che alla fine della terza orbita prevista, il propellente che alimentava i propulsori si sarebbe esaurito e la navicella non poteva essere posizionata correttamente per la frenata e quindi non poteva essere portata fuori dall”orbita nei tempi previsti. Chris Kraft, il direttore di volo, ha quindi deciso alla fine della seconda orbita di accorciare il volo e far scendere Enos. L”atterraggio fu un successo perfetto, con Mercurio che atterrò nell”Oceano Atlantico dopo due orbite e 3 ore 20 minuti 59 secondi di volo al largo dell”isola di Bermuda. Le valutazioni post-volo hanno considerato il volo un successo, aprendo la strada al volo orbitale umano.

Voli umani

Dopo i voli preparatori senza equipaggio, Mercury-Redstone-3 divenne il primo tentativo della NASA di lanciare un astronauta americano nello spazio. Il programma si era precedentemente ramificato in salti spaziali orbitali e suborbitali, sulla notizia degli esperimenti spaziali avanzati e di successo dei sovietici, e il primo volo con un umano nella navicella era previsto come un salto spaziale. Le ambizioni americane erano che il primo astronauta americano fosse il primo uomo nello spazio, ma gli ingegneri sovietici batterono la NASA sul tempo e lanciarono Vostok-1 con Yuri Gagarin a bordo il 12 aprile 1961, e gli Stati Uniti persero questo capitolo della corsa allo spazio. Il volo sovietico ha solo aumentato la pressione sulla NASA, con John F. Kennedy che esortava gli Stati Uniti a mettere una navetta spaziale nello spazio il più presto possibile come risposta.

Come risultato di uno speciale processo di selezione – il responsabile della selezione dell”equipaggio della NASA Robert Gilruth fece votare i candidati astronauti stessi su chi pensavano fosse più adatto ad essere il primo a volare, oltre a loro stessi – Alan Shepard fu nominato per lo storico volo.

Il volo ebbe luogo il 5 maggio 1961. La missione di Shepard fu un volo di circa 15 minuti, durante il quale dovette attraversare la cosiddetta Linea del Carmine, il confine teorico dello spazio ad un”altitudine di 100 chilometri, mentre controllava i sistemi della navicella e riportava i suoi parametri operativi. Doveva anche monitorare le reazioni del suo stesso corpo per provare che il volo non avrebbe messo uno sforzo insopportabile sul corpo umano. Secondo il piano di volo, il lancio era previsto per le 7:00 circa, ma questo è stato ritardato di ore a causa di ripetuti ritardi nel lancio. Questo è uno dei più strani errori di progettazione nella storia del volo spaziale. Durante i preparativi per il lancio, che alla fine sono stati prolungati di quasi 3 ore, l”astronauta ha avuto un bisogno di urinare, che è stato seguito da una lunga discussione all”interno della sala di controllo su come affrontare la cosa (poiché nessun sistema di raccolta dell”urina è stato progettato nella tuta spaziale). Alla fine, come cosa meno cattiva, il controllo ha “permesso” all”astronauta di urinare.

Infine, il veicolo spaziale con nominativo radio Freedom 7 è stato lanciato con successo da Cape Canaveral LC-5. Il razzo Redstone mise la navicella Mercury in un”orbita parabolica con un”altitudine massima di 187 chilometri, facendo di Shepard il primo americano ad andare nello spazio. Il volo è durato 14 minuti e 49,41 secondi, mentre Shepard riferiva sulle caratteristiche operative della navicella, osservando la superficie terrestre. L”unico malfunzionamento minore si è verificato all”atterraggio: mentre il pacco razzi usato per la frenatura era staccato correttamente, la spia della cabina mostrava il contrario. La navicella è atterrata con successo nell”Oceano Atlantico a nord-est delle Bahamas ed è stata presa a bordo dalla portaerei USS Lake Champlain.

Dopo il successo del volo, il presidente John F. Kennedy ebbe il giusto punto di riferimento per espandere il programma spaziale statunitense, annunciando il programma Apollo, cosa che fece 20 giorni dopo davanti al Congresso degli Stati Uniti. Alan Shepard fu premiato dal presidente con la NASA Distinguished Service Medal per i suoi risultati, e i media lo resero un eroe nazionale.

Mercury-Redstone-4 divenne il secondo volo spaziale della NASA per portare un uomo nello spazio. Lo scopo principale del volo era quello di ripetere il viaggio di Alan Shepard in sei settimane, per dimostrare la sua sicura capacità. Il veicolo spaziale è stato modificato in vari modi, due dei quali sono stati l”installazione di una porta smontabile della cabina e di una grande finestra. La porta potrebbe accelerare il salvataggio di emergenza pur essendo più leggera dell”alternativa (un meccanismo di chiusura più complesso), e la finestra era sia un cambiamento di filosofia del design che un punto di osservazione pratico. In precedenza, l”astronauta era stato visto dagli ingegneri come un passeggero piuttosto che il conducente del veicolo spaziale, con poca preoccupazione per la sua vista, ma l”azione assertiva degli astronauti ha cambiato questa percezione.

L”astronauta Virgil “Gus” Grissom fu assegnato al volo (la sua riserva fu John Glenn). Il volo sarebbe dovuto decollare il 18 luglio 1961, ma il lancio dovette essere rimandato al giorno successivo a causa delle condizioni meteorologiche avverse, e poi per altri due giorni a causa delle stesse cattive condizioni un giorno dopo. Finalmente, il 21 luglio 1961, le condizioni erano giuste per il lancio di Grissom alle 7:20:36 ora locale (12:20:36 UTC). Il nominativo della navicella era Liberty Bell 7. La fase di accelerazione è durata 142 secondi, il tempo necessario al razzo Redstone per accelerare la navicella, che era di 2 km

I compiti di Grissom iniziarono dopo l”arresto della propulsione, nella fase di gravità zero. Prima ha dovuto eseguire prove di controllo manuale del veicolo spaziale, annuendo, movimento a ventaglio e rotazione intorno all”asse (quest”ultima non è stata eseguita per mancanza di tempo), seguita da minuti di osservazione della superficie terrestre. L”astronauta ha trascorso circa 5 minuti in gravità zero e ha raggiunto un”altitudine massima di 190 chilometri. Poi è stata avviata la manovra di frenata per dirigere la capsula verso il punto di atterraggio designato. La navicella ha attraversato l”atmosfera senza particolari problemi, poi a 6300 metri si è aperto il paracadute di schieramento e a 3700 metri si è aperto il paracadute principale e Liberty Bell 7 è atterrato senza problemi nell”Oceano Atlantico, a nord-est delle Bahamas. Dopo l”atterraggio, Grissom iniziò a prepararsi per l”estrazione con l”elicottero di soccorso, ma poi inaspettatamente la porta della cabina pieghevole appena sviluppata si ruppe e l”acqua iniziò ad entrare nella cabina, che iniziò ad affondare. L”astronauta fu evacuato dalla capsula, e uno degli elicotteri che arrivarono iniziò a sollevare la capsula e Grissom. L”elicottero che ha sollevato la capsula ha avuto prima un problema di pressione dell”olio, poi la massa della capsula allagata non poteva essere sostenuta dall”elicottero, che ha dovuto rilasciare la Liberty Bell 7, che è affondata in pochi istanti. Anche Grissom incontrò dei problemi, con la sezione del collo della tuta che non si chiudeva correttamente, causando la fuoriuscita dell”aria e mantenendo l”astronauta a galla, e le pale del rotore dei due elicotteri che si libravano sopra di lui che sferzavano l”acqua intorno a lui così tanto che fu ripetutamente sommerso e quasi annegato. Alla fine fu salvato, ma la cabina affondata portò con sé i preziosi dati registrati dai registratori di dati di volo. Una delle domande più importanti era scoprire perché la porta fosse esplosa e se questa soluzione potesse essere utilizzata in modo sicuro nelle spedizioni future, ma sia la cabina che la porta affondarono a 4500 metri di profondità, e ci si poté fidare solo del resoconto di Grissom, che sostenne che la porta era stata attivata accidentalmente senza il suo coinvolgimento. L”affermazione dell”astronauta fu messa in dubbio, soprattutto in considerazione del fatto che un esempio di test della porta della cabina non era riuscito a innescare un”esplosione accidentale, superando notevolmente i parametri di funzionamento, ma Grissom insistette che la porta aveva funzionato male e questa versione fu infine accettata come quella ufficiale.

La cabina giaceva sul fondo dell”oceano da 38 anni, ad una profondità di circa 4.500 metri, quando la società Oceaneering, guidata da Curt Newport, l”ha prima cercata e poi portata in superficie utilizzando sommergibili robotici per l”esplorazione delle profondità marine nell”ambito di una spedizione sponsorizzata dalla rete televisiva Discovery Channel. Tre precedenti tentativi di Oceaneering di localizzare la cabina utilizzando la tecnologia sviluppata per recuperare il relitto dello shuttle Challenger e i dati della NASA sono falliti nel 1987, 1992 e 1993. Newport convinse in seguito la compagnia televisiva Discovery Channel a finanziare una spedizione separata unicamente per cercare e recuperare la navicella, e la spedizione, che andò in mare nella seconda metà di aprile 1999, scoprì il “relitto” relativamente intatto il 1° maggio 1999 e lo portò in superficie il 20 luglio 1999 (il 30° anniversario dello sbarco sulla luna). La capsula è stata trasportata al Kansas Cosmosphere and Space Center per essere esposta.

Mercury-Atlas-6 è stato il terzo volo spaziale umano del programma e il primo degli Stati Uniti a mettere in orbita un veicolo spaziale umano. Il volo è anche al terzo posto nella storia dei voli orbitali, essendo stato preceduto solo da Yuri Gagarin e German Tyitov. Per il pubblico americano, questo terzo posto fu anche una battuta d”arresto, poiché non riuscì a “recuperare” l”altro primo posto di Gagarin nella corsa allo spazio, e il volo di 17 orbite e un giorno di Tyitov dimostrò in modo spettacolare l”entità del divario americano. Per un po” di tempo, l”unica speranza che rimase nell”opinione pubblica fu la flebile speranza di un volo orbitale nel 1961, ma questa speranza si infranse mentre i preparativi per il volo orbitale continuavano a scivolare. La chiave del volo, il nuovissimo razzo Atlas, l”unico negli Stati Uniti in grado di accelerare un oggetto di 1,5-2 tonnellate alla sua prima velocità cosmica, era altamente inaffidabile e i voli di prova furono afflitti da una serie di guasti che impedirono alla NASA di autorizzare il primo esperimento umano dal vivo. In una serie di voli di prova, Mercury-Atlas-1 esplose al 58° secondo di volo, presumibilmente a causa di una debolezza strutturale del razzo, e Mercury-Atlas-2 recuperò il fallimento con un volo di successo. Successivamente, il razzo Atlas, strutturalmente rinforzato, fallì di nuovo su Mercury-Atlas-3, e dovette essere fatto esplodere a distanza a causa di un guasto al suo sistema di guida. Il Mercury-Atlas-4 fu più fortunato, e con la navicella robotica a bordo, la capsula Mercury completò un”orbita intorno alla Terra.

La NASA decise che, a causa della scarsa affidabilità, un ulteriore volo di prova doveva essere incluso nel programma prima che un umano fosse ammesso a bordo: una scimmia fu usata per simulare un volo umano. Sul modello di Mercury-Redstone-2, quando Ham lo scimpanzé volava e risolveva i compiti, uno scimpanzé maschio chiamato Enos fu addestrato per un compito relativamente complesso e lanciato il 29 novembre 1961 su Mercury-Atlas-5. Il test è stato un successo, anche se un errore nel sistema di guida ha fatto sì che la navicella spaziale sia stata portata giù alla fine della seconda orbita invece di tre. La direzione della NASA designò John Glenn come astronauta di riserva per i due salti spaziali (Scott Carpenter fu designato come riserva per questo volo). Glenn, esercitando la sua prerogativa, scelse il nominativo Friendship 7, scegliendo così il nome della navicella.

Dopo vari ritardi, il lancio ebbe luogo il 20 febbraio 1962 alle 9:47:39 (14:47:39 UTC), ora della Florida. Questa volta l”Atlas funzionò perfettamente e la navicella si trovò in un”orbita ellittica di 159×265 km, quasi esattamente come previsto. I compiti di Glenn erano di monitorare gli strumenti, osservare la superficie terrestre, eseguire vari movimenti del corpo ed esercizi di osservazione visiva, e guidare manualmente la navicella. Nella prima orbita, la navicella funzionò perfettamente, ma alla fine dell”orbita sorse un piccolo problema, uno dei getti del timone cominciò a non funzionare bene, e Glenn dovette compensare manualmente di tanto in tanto. Inoltre, fu osservata la città di Perth in Australia, e misteriose scintille (Glenn le chiamò “lucciole”) apparvero intorno alla navicella sopra l”Oceano Pacifico (solo molto più tardi fu decifrato il fenomeno, che erano schegge di ghiaccio formate dal distacco di fanghiglia congelata dalle pareti della navicella da parte della luce del sole, che brillavano brillantemente alla luce del sole come scintille). Alla fine della prima orbita, uno strumento ha mostrato che lo scudo termico non era in posizione fissa e avrebbe potuto staccarsi durante la frenata per il rientro. Da quel momento in poi, il controllo ha lavorato per risolvere il problema.

Il secondo e il terzo turno sono stati simili al primo, con osservazioni visive e compensazione manuale dell”effetto di deflessione dell”ugello difettoso. Tuttavia, il continuo controsterzo consumava troppo propellente, e dopo un po” la navicella fu lasciata alla deriva. Alla fine della terza orbita, era ora di atterrare. Il controllo istruì Glenn a non staccare il cosiddetto pacchetto di atterraggio (un pacchetto di razzi frenanti attaccato con cinghie di cuoio allo scudo termico), ma a lasciarlo al suo posto fino a quando il calore generato dal rientro non lo avesse bruciato e staccato, permettendo allo scudo termico di rimanere attaccato il più a lungo possibile una volta che le forze aeree avessero potuto tenerlo in posizione. La soluzione ha funzionato, Glenn ha dimostrato un atterraggio senza problemi nonostante le preoccupazioni che la navicella non è riuscita a stabilizzarsi all”atterraggio a causa dell”esaurimento prematuro del propellente e Friendship 7 ha oscillato ben oltre il suo progetto. Infine, la navicella è atterrata nell”Oceano Atlantico vicino alle isole Turks e Caicos, a 64 chilometri dal punto di atterraggio previsto, dopo un volo di 4 ore 55 minuti e 23 secondi. La navicella è stata presa a bordo del cacciatorpediniere USS Noa.

Dopo il volo, il presidente John F. Kennedy conferì a Glenn la Distinguished Service Medal.

Mercury-Atlas-7 è stato il quarto volo della NASA con un essere umano a bordo, e il secondo a far volare la navicella nell”orbita terrestre, completando tre orbite. Con Vostok-1 e -2 e Mercury-Atlas-6, era già stato deciso che il capitolo della corsa allo spazio per inviare il primo astronauta nello spazio era stato deciso a favore dell”Unione Sovietica, ma gli Stati Uniti volevano continuare il programma, in parte per dimostrare che il primo volo orbitale americano non era un colpo di fortuna e in parte per acquisire l”esperienza necessaria per raggiungere il massimo storico della Luna. In ogni caso, lo scopo del volo era cambiato nel senso che l”astronauta doveva svolgere più compiti scientifici durante le tre orbite, al contrario delle osservazioni e dei compiti ingegneristici previsti per Glenn. Il Comitato ad hoc appena formato per gli incarichi scientifici e l”addestramento per il Comitato del programma Man in Space pianificò cinque nuovi compiti per l”astronauta: rilasciare un palloncino colorato dalla navicella spaziale, che volò legato a Mercurio durante il volo, osservare il comportamento di un liquido in una bottiglia sigillata a gravità zero, usare un esposimetro per osservare un lampo di luce sulla superficie della Terra, scattare fotografie meteorologiche con una fotocamera portatile e studiare il bagliore dell”atmosfera. Oltre alle modifiche ai compiti, fu modificato anche il veicolo spaziale: per risparmiare peso, furono rimossi alcuni dispositivi che si dimostrarono inutili protezioni eccessive o che non fornivano più dati aggiuntivi rispetto ai voli precedenti, e fu cambiato il cablaggio del pacchetto di atterraggio per evitare il ripetersi del problema sperimentato durante Mercury-Atlas-6, dove per tutto il volo si pensò che lo scudo termico di Glenn potesse staccarsi prematuramente e il veicolo spaziale si sarebbe bruciato durante l”ingresso nell”atmosfera.

Una complicazione inaspettata si sviluppò nel marzo 1962 sulla persona dell”astronauta assegnato al volo. Il successivo astronauta nominato per il volo fu Deke Slayton, che fu nominato pubblicamente da Robert Gilruth in una conferenza stampa il 29 novembre 1961. In precedenza, tuttavia, Slayton era stato diagnosticato con una condizione cardiaca chiamata fibrillazione ventricolare idiopatica, che è stato oggetto di opinioni mediche divise, ma alla fine di un”indagine a più fasi non è stato considerato un ostacolo all”attività di astronauta. All”inizio del 1962, tuttavia, il capo della NASA James Webb ordinò una nuova indagine, che ancora una volta produsse pareri medici contrastanti, ma Webb accettò l”opinione di un gruppo di tre membri dei migliori esperti medici statunitensi che ritennero non sicuro lanciare Slayton nello spazio, e la decisione fu presa il 15 marzo 1962 per sostituire l”astronauta originariamente nominato. È interessante notare che fu sostituito non dalla sua riserva ufficialmente nominata, Wally Schirra, ma dall”ex riserva di Glenn, Scott Carpenter.

La navicella, chiamata Aurora 7 dal suo occupante, fu lanciata dalla piattaforma di lancio 14 di Cape Canaveral il 24 maggio 1962 alle 7.45:16 ora locale (12.45:16 UTC). Carpenter ha completato tre orbite, eseguendo esperimenti precedentemente pianificati e testando un nuovo tipo di cibo per astronauti. Diversi esperimenti sono falliti (le nuvole hanno impedito l”osservazione dei razzi leggeri lanciati dalla superficie, il pallone nell”esperimento della mongolfiera non si è gonfiato correttamente e il suo laccio si è aggrovigliato sulla navicella) e il nuovo cibo non è stato testato bene, sgretolandosi, il che avrebbe potuto essere una fonte di problemi a gravità zero. Carpenter ha anche avuto problemi nel maneggiare la navicella. In generale, il tempo assegnato ai compiti era più breve del necessario, il che ha portato a una fretta da parte dell”astronauta, che a sua volta ha portato a errori. Ha attivato modalità non necessarie sul sistema di guida e poi ha lasciato i sistemi in funzione in parallelo, consumando carburante inutilmente. Di conseguenza, è stato consumato molto più carburante del previsto, il che ha compromesso il controllo durante il rientro.

Il ritorno è diventato la parte più problematica del volo. La preparazione per il rientro iniziò con il corretto posizionamento della navicella (il piano operativo prevedeva che l”abitacolo fosse impostato a 34 gradi), ma Carpenter non lo fece accuratamente, così i propulsori non misero Mercury sulla traiettoria parabolica desiderata, Inoltre, l”osservazione da parte di Carpenter di quelle che prima pensava fossero misteriose particelle incandescenti e la loro identificazione come detriti congelati sul lato della navicella spaziale gli fece ritardare l”accensione dell”accensione frenante, che deviò ulteriormente la traiettoria da quella prevista. La fase di frenata atmosferica è stata compiuta senza problemi, ma l”atterraggio è stato lontano dal punto previsto. Carpenter è atterrato nell”Oceano Atlantico non lontano dalle isole Turks e Caicos, ma a 405 chilometri dal punto di atterraggio previsto. Il contatto radio con l”astronauta fu perso durante le fasi finali dell”atterraggio, e la stampa che copriva l”atterraggio temeva che l”astronauta fosse stato perso. A 1 ora e 7 minuti dopo l”atterraggio, un uomo rana è stato scoperto e consegnato a Carpenter, che nel frattempo era uscito dalla navicella in una piccola zattera di salvataggio. Un elicottero è poi arrivato sul posto per estrarre lui e la navicella e ha messo l”astronauta a bordo della nave madre USS Intrepid 4 ore e 15 minuti dopo l”atterraggio.

Dopo il volo, Carpenter ha ricevuto la NASA Distinguished Service Medal, ma a causa di errori scoperti durante la valutazione del volo, non è stato successivamente nominato per un altro volo.

Mercury-Atlas-8 fu il quinto volo del programma Mercury con un astronauta a bordo. È stato anche il terzo volo a mettere con successo un veicolo spaziale in orbita intorno alla Terra. Il volo è anche conosciuto come Sigma 7, poiché il comandante della navicella (esercitando la sua prerogativa) scelse questo come nominativo radio. La navicella spaziale Mercury fu lanciata dalla piattaforma di lancio 14 di Cape Canaveral il 3 ottobre 1962 con a bordo l”astronauta Wally Schirra, un pilota della Marina e membro degli Original Seven.

Il volo è durato 9 ore 13 minuti 11 secondi, completando sei orbite della Terra. Questo è stato essenzialmente il doppio delle prestazioni dei due precedenti voli Mercury, anche se il piano originale era per sette orbite, ma a causa della quantità finita di capacità di salvataggio disponibile per il dispiegamento in mare e la conseguente ottimizzazione, il piano di volo finale è stato ridotto a sei orbite. La navicella ha volato in un”orbita ellittica di 285×153 chilometri, completando ogni orbita in 89 minuti.

Per Schirra, la NASA ha sviluppato una serie di operazioni il cui obiettivo principale era quello di risparmiare più carburante possibile per le manovre. A tal fine, il veicolo spaziale andava molto alla deriva senza correzione (nelle parole di Schirra, “modalità scimpanzé”) e, quando l”astronauta controllava manualmente i propulsori, l”obiettivo principale era quello di ottenere la massima economia di operazioni. Per la maggior parte del viaggio è stato testato il sistema di controllo automatico della navicella, mentre l”astronauta ha effettuato esperimenti di navigazione basati sulle posizioni delle stelle. A parte alcuni problemi iniziali con il controllo della temperatura della tuta spaziale di Schirra, le operazioni sono state perfette, con il veicolo spaziale che ha consumato meno carburante per le manovre rispetto a qualsiasi volo precedente.

Il volo si concluse con un primo atterraggio nell”Oceano Pacifico (vicino alla linea della data alle isole Midway). La prima missione spaziale statunitense di lunga durata fu anche il primo atterraggio su Mercurio ad essere giudicato impeccabile in ogni dettaglio in un”analisi post-atterraggio. Dopo l”atterraggio, Schirra ricevette la Medaglia per il Servizio Distinto del Presidente,

Mercury-Atlas-9 fu l”ultimo volo del programma Mercury il 15 maggio 1963. Per la prima volta, la NASA ha superato il limite di tempo di un giorno con un volo che alla fine è durato 34 ore 19 minuti 49 secondi e ha orbitato intorno alla Terra 22 volte. Il passeggero a bordo della navicella Faith 7 era Gordon Cooper – l”ultimo astronauta delle Settimane Originali che non aveva ancora volato e non aveva problemi di salute – che aveva risolto una serie di problemi e realizzato un volo modello. La missione è stata più lunga di tutti i precedenti voli Mercury messi insieme.

Il veicolo spaziale ha dovuto subire piccole riprogettazioni e modifiche presso il produttore McDonnell per soddisfare i requisiti del tempo di volo prolungato. La NASA aveva originariamente previsto un volo di 18 orbite, ma sei mesi prima del lancio è stato deciso di inviare la navicella e il suo passeggero su un volo di 22 orbite. Gordon Cooper (e Alan Shepard come riserva) è stato quindi assegnato al volo. Il lancio ebbe finalmente luogo il 15 maggio 1962, dopo un tentativo di lancio rimandato il 14 maggio. L”orbita fu perfetta, seguita dal programma scientifico, l”orbita di un nanomobile, l”osservazione di fonti di luce su di esso o in vari punti della Terra, misure di radiazione, misure mediche e fotografie meteorologiche. Cooper fu anche il primo americano a cui fu richiesto di dormire durante il volo, che non andò liscio a causa dell”eccitazione di essere un astronauta.

La parte più complicata del volo si è verificata intorno alla 19esima orbita, quando alcuni sistemi del veicolo spaziale hanno iniziato a fallire. Come risultato, Cooper perse la capacità di eseguire un rientro automatico controllato e dovette eseguire l”atterraggio da solo usando il controllo manuale (il metodo manuale era incomparabilmente meno preciso di quello automatico, creando una situazione pericolosa). Nonostante ciò, Cooper eseguì un atterraggio perfetto nell”Oceano Pacifico in prossimità delle squadre di soccorso inviate a recuperarlo.

La perdita di prestigio del programma Mercury era finalmente completa, perché questo volo rappresentava la massima prestazione del programma, mentre l”Unione Sovietica aveva già lanciato la Vostok-3 l”11 agosto 1962 e la Vostok-4 un giorno dopo, che avevano completato rispettivamente 65 e 48 orbite in un volo simultaneo, una prestazione molto inferiore a quella delle navicelle e degli astronauti Mercury.

Per capire il programma Mercury e valutarne le prestazioni, il programma Vostok fornisce un punto di riferimento. Mentre il presidente Eisenhower annunciava il satellite come attrazione statunitense dell”anno geofisico internazionale, lanciava anche una strana competizione tra l”alta tecnologia americana e sovietica. In termini di satelliti, i sovietici continuavano a lanciare importanti dispositivi spaziali di riferimento (il primo satellite, la prima creatura vivente, la prima sonda a raggiungere la Luna, ecc. Il programma Mercury aveva lo scopo di invertire questa situazione, ed ebbe un concorrente sotto forma del programma sovietico Vostok (anche se il programma Vostok fu preparato in completa segretezza dai sovietici, né il suo nome né le sue prestazioni previste furono rese pubbliche).

Ma nella corsa per mettere il primo uomo nello spazio, gli americani persero di nuovo, nonostante gli sforzi di Mercury. Il 12 aprile 1961, mentre erano in corso i preparativi per il primo salto nello spazio di Mercurio, l”Unione Sovietica lanciò in orbita la navicella Vostok-1 con a bordo il primo astronauta del mondo, Yuri Gagarin. Il viaggio in orbita della Vostok-1 superava anche di gran lunga il limite superiore delle capacità americane di volo spaziale suborbitale, e nel primissimo tentativo (annunciato) i sovietici fecero un volo orbitale. L”obiettivo americano di mettere il primo uomo nello spazio fu perso di nuovo, e prima che il pubblico potesse vedere qualsiasi successo da parte del team Mercury, i sovietici avevano ancora una volta raccolto il trionfo dei primi.

Per aggiungere l”insulto al danno, in risposta al volo di Gagarin, i sovietici, con grande difficoltà, produssero i magri salti spaziali di Alan Shepard e poi Gus Grissom, e il 6 agosto 1961, i sovietici lanciarono Vostok-2, con a bordo German Tyitov, che orbitò nello spazio per più di un giorno intero. Poi, l”11-15 agosto 1962, il programma Mercury ricevette un altro colpo dal suo rivale, quando prima fu lanciata la Vostok-3, e poco dopo la Vostok-4, e Andriyan Nikolayev e Pavel Popovich effettuarono il primo volo spaziale simultaneo al mondo, portando le due navicelle a 5 km l”una dall”altra. Inoltre, i due astronauti sovietici passarono 3 e 4 giorni nello spazio, battendo di gran lunga il record spaziale di Tyitov, mentre il programma Mercury era allora alla sua terza orbita, un volo di poche ore di John Glenn e Scott Carpenter. Il 15 maggio 1963, il programma Mercury raggiunse il suo culmine con il volo di Gordon Cooper, che durò un giorno e mezzo nello spazio, ma i sovietici arrivarono con una sensazione spaziale ancora più grande un mese dopo: nel 1963, il programma Mercury fu completato dal primo astronauta americano, Scott Glenn e John Lennart. Il 14 giugno 1963, i sovietici lanciarono la Vostok-5 con a bordo Valery Bikovsky, che di per sé non sarebbe stata una grande conquista, ma due giorni dopo lanciarono la Vostok-6 con a bordo Valentyina Tyershkova, la prima astronauta donna del mondo. I due astronauti hanno volato nello spazio rispettivamente per 3 e 5 giorni (3 giorni contemporaneamente), estendendo ulteriormente il record di durata di un volo spaziale.

Alla luce di quanto sopra, il programma Mercury non ha raggiunto il suo obiettivo ed è stato completamente surclassato dal suo rivale, il programma sovietico Vostok.

Mercurio-Atlante-10

Non c”erano piani di volo predefiniti durante il programma, ma durante l”assegnazione delle risorse (produzione e assegnazione di razzi e veicoli spaziali a voli specifici), era previsto anche un ottavo (o sesto se consideriamo solo i voli orbitali) volo, designato Mercury-Atlas-10. La navicella McDonnell serie 15 del costruttore era destinata a un volo di lunga durata – inizialmente un giorno intero – che, dopo le modifiche necessarie, arrivò a Cape Canaveral il 16 novembre 1962. Dopo il volo Mercury-Atlas-8, si pensò di effettuare un volo simultaneo utilizzando la Mercury-Atlas-10 – e la sua capsula di riserva, designata Mercury-Atlas-11 – come modello per i voli simultanei sovietici della Vostok-3 e Vostok-4. Tuttavia, questa rimase un”idea e i preparativi per il volo continuarono come una missione solitaria di un giorno. All”inizio del 1963, l”idea di estendere il volo a tre giorni è stata ventilata, il pilota è stato ufficiosamente nominato, la rotazione tra le settimane originali sarebbe iniziata dall”inizio con Alan Shepard, e fonti non ufficiali hanno nominato il marchio del volo: Freedom 7 II.

Nell”aprile 1963, tuttavia, i futuri piani di Mercury cambiarono, e le comunicazioni della NASA si riferivano sempre più a Mercury-Atlas-9 come il culmine del programma. L”11 maggio 1963, la NASA ha finalmente escluso del tutto un altro volo. Il presidente Kennedy lasciò poi la questione alla discrezione della NASA, che finalmente decise nell”estate del 1963 di non sprecare risorse per un altro volo ma di concentrarsi sui programmi Gemini e Apollo.

Programma Gemini

Originariamente, nel 1961, quando il programma Mercury era ancora nelle sue fasi iniziali, la NASA prese in considerazione la continuazione del programma, e la direzione concluse che i voli orbitali con un solo uomo dovevano continuare con una navicella a due uomini. Alla fine del 1961, lo Space Task Group all”interno della NASA fu incaricato di sviluppare piani per i programmi spaziali post-Mercury (in particolare il programma Apollo, il programma di lancio sulla luna) e di rappresentare la NASA presso i produttori aerospaziali nella progettazione di veicoli spaziali. Così, questo gruppo ha posto le basi teoriche per il follow-up post-Mercury. I piani iniziali riguardavano l”ulteriore sviluppo della navicella spaziale Mercury: durante gli anni di lavoro, un possibile nuovo programma veniva indicato come “Mercury a due uomini”, “Mercury migliorato”, “Mercury Mark II” o semplicemente “Mark II”. Tuttavia, le esigenze delineate dalle missioni lunari, come la manovrabilità dei veicoli spaziali, il rendezvous spaziale e l”attracco, furono un cambiamento così importante che si allontanarono dalle basi tecniche di Mercurio e posero basi completamente nuove, ma naturalmente utilizzando l”esperienza acquisita con Mercurio. Al programma è stato dato un nuovo nome e un nuovo contenuto tecnico su suggerimento di Alex P. Nagy, il vice direttore della NASA di origine ungherese. Il programma Gemini, come programma preparatorio di accompagnamento al programma Apollo, fu annunciato il 7 dicembre 1961 da Robert Gilruth, capo dello Space Task Group. Dopo due anni e mezzo di pianificazione e preparazione, Gemini-1 fu lanciato con un volo di prova senza equipaggio l”8 aprile 1964.

Fonti