Projeto Mercury

gigatos | Janeiro 14, 2022

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Resumo

O programa Mercúrio foi o primeiro programa espacial humano nos Estados Unidos. O programa foi realizado pela NASA entre 1959 e 1963 e incluía vinte voos de teste automáticos com ou sem humanos e seis voos com astronautas no espaço. O principal objectivo do programa era colocar um homem no espaço pela primeira vez no mundo, e ultrapassar a União Soviética na corrida espacial. Os objectivos foram mais tarde alterados quando os soviéticos assumiram a liderança com o programa Vostok e o Presidente John F. Kennedy anunciou o programa Apollo, a partir daí o programa Mercúrio foi concebido para maximizar a experiência espacial.

O programa começou em Outubro de 1958, com o primeiro anúncio informal do início dos trabalhos (ainda apenas na NASA) a 7 de Outubro de 1958 por T. Keith Glennan, Director da recém-formada Agência Espacial, e o anúncio formal ao público americano a 17 de Dezembro de 1958.

Imediatamente após o anúncio interno do programa, foram elaborados os requisitos para o equipamento, infra-estruturas e futuros astronautas, e foram seleccionados os fornecedores para o programa (no modelo americano, o equipamento foi concebido e fabricado por empresas privadas com base num contrato). O calendário para os voos de ensaio também foi estabelecido. Dois tipos principais de voo foram planeados: suborbital e orbital. O hardware para os dois tipos de voo espacial também foi seleccionado. Para ambos os perfis de voo, foi seleccionada a nave espacial McDonnell Mercury recentemente desenvolvida, o foguete Redstone para voos suborbitais e o foguete Atlas para voos espaciais orbitais.

O principal objectivo do programa não foi alcançado, pois o primeiro astronauta do mundo foi Yuri Gagarin, a bordo da Vostok-1 a 12 de Abril de 1961 – pelo que a NASA não colocou o primeiro homem no espaço – pelo que Alan Shepard, lançado a 5 de Maio em Mercúrio-Redstone-3, não se tornou o primeiro homem, apenas o primeiro americano a ir para o espaço. Mais tarde, o Mercúrio-Atlas-6 de John Glenn fez o primeiro voo orbital (o primeiro “verdadeiro voo espacial” na mente do público) a 20 de Fevereiro de 1962. Foram feitos mais três voos, culminando no Mercury-Atlas-9 de Gordon Cooper, a 15 de Maio de 1963.

Já após o primeiro voo tripulado, o programa Mercúrio foi transformado num programa de experiência espacial em preparação para a aterragem na Lua, que, tendo cumprido as suas tarefas, continuou no programa Gemini.

A corrida espacial e a Guerra Fria

Após a Segunda Guerra Mundial, as antigas potências aliadas e os países à sua volta uniram-se em dois blocos políticos, e surgiu um confronto político e militar, a chamada Guerra Fria. Este confronto, contudo, não pôde ser resolvido por meios militares directos, em parte devido à memória da devastação da guerra e em parte devido à ameaça das armas nucleares, e assim, para além do armamento de fundo e da dissuasão baseada nele, e da intervenção em guerras locais de menor escala, cada lado aproveitou todas as oportunidades para enfatizar a liderança e superioridade do seu país ou bloco político. Tais áreas incluíam realizações desportivas e científicas. Quando a ciência técnica atingiu a fase de desenvolvimento em que a realização do espaço exterior já não era uma ficção (ou ficção científica), os Estados Unidos e a União Soviética anunciaram que seriam os primeiros a tentar alcançar o espaço exterior. Com este passo, a exploração do espaço já se tinha tornado parte da Guerra Fria antes do seu nascimento, uma ferramenta da Guerra Fria.

Em 29 de Julho de 1955, o Presidente dos EUA Dwight D. Eisenhower anunciou através do seu porta-voz que o seu país iria lançar um satélite como parte do Ano Geofísico Internacional. Na União Soviética, em resposta, a 8 de Agosto de 1955, o Presidium do Comité Central da URSS emitiu uma decisão secreta para começar a desenvolver satélites. Assim começou a corrida espacial.

“Crise Sputnik”

O Ano Geofísico Internacional decorreu de 1 de Julho de 1957 a 31 de Dezembro de 1958, e os Estados Unidos preparavam-se para cumprir a proclamação do Presidente de lançar o primeiro satélite do mundo com o programa Vanguard. No entanto, a União Soviética lançou inesperadamente o Sputnik-1, o primeiro instrumento espacial do mundo, a 4 de Outubro de 1957, sem qualquer anúncio oficial prévio, antes das tentativas americanas. Nos EUA, isto foi interpretado quase como uma declaração de guerra (a verdadeira mensagem dos soviéticos ao colocarem o satélite em órbita era que se conseguíssemos colocar um objecto à volta da Terra, poderíamos chegar a qualquer ponto da Terra, poderíamos bombardear qualquer ponto da Terra).

O público americano viu o voo do satélite soviético como uma derrota semelhante ao ataque a Pearl Harbor, e a imprensa exigiu uma retaliação imediata por parte do governo. Para além dos pesares do governo dos EUA, o lançamento da sonda Vanguard, destinada a ser o primeiro satélite do mundo, terminou em falha espectacular (o foguetão explodiu na rampa de lançamento) durante uma emissão de televisão pública. O Presidente Eisenhower (que anteriormente não tinha mostrado qualquer interesse na exploração do espaço, nem como conquista científica nem como instrumento de propaganda política), fez da conquista do espaço uma prioridade nacional na sequência do fracasso.

A criação da NASA

A 1 de Outubro de 1958, o Presidente Dwight Eisenhower criou por decreto a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço, com o objectivo de concentrar os desenvolvimentos espaciais anteriormente fragmentados e por vezes paralelos, e permitir aos EUA responder o mais rapidamente possível aos avanços soviéticos. O objectivo estabelecido para a NASA desde o momento da sua fundação foi o de ultrapassar a União Soviética, sendo a primeira a lançar bens espaciais mais avançados da União Soviética e também ultrapassar o seu rival, colocando um homem no espaço.

Anteriormente, os EUA tinham tido uma agência governamental para o desenvolvimento aeronáutico, incluindo voos de alta velocidade e rocketry, e desde Novembro de 1957 a NACA, que tinha sido a espinha dorsal da NASA quando foi fundada, mas a nova organização também incorporou os resultados da investigação, pessoal e equipamento, bem como os recursos orçamentais, das experiências levadas a cabo pelo exército, marinha e oficinas universitárias. A secção de voos espaciais da NACA foi o Comité Especial de Tecnologia Espacial, também conhecido como Comité Stever, depois do seu presidente, com nomes como Wernher von Braun, mais tarde o designer do foguetão da lua, Robert Gilruth, mais tarde o director da secção de voos espaciais tripulados da NASA, e Abe Silverstein, o criador do sistema de propulsão de hidrogénio-oxigénio. Este grupo de peritos é considerado o núcleo da secção espacial da nova agência.

Era necessária uma nova organização porque a tecnologia necessária para alcançar o espaço exterior era uma tecnologia militar altamente secreta que não podia ser revelada abertamente ao público, e por isso era necessária uma organização estatal civil que pudesse demonstrar a capacidade militar sem revelar a sua natureza militar. A criação da agência espacial, com o NACA e outros programas militares como precursores, pode ser vista como um processo e não como um novo começo, uma vez que as principais tarefas e a atribuição de recursos humanos e materiais já tinham sido definidas entre a entrada em vigor do National Aeronautical and Space Act em Julho de 1958 e o início oficial das operações em 1 de Outubro de 1958.

Quando a NASA foi fundada, o Explorer-1 (e um pouco mais tarde o Vanguard-1) tinha conseguido enfrentar o desafio do Sputnik-1 e do Sputnik-2, e o passo lógico seguinte era colocar um homem no espaço. Já estavam em curso trabalhos no seio do NACA e de outras organizações militares com base teórica para tal, e ao reunir e integrar as competências e os materiais de trabalho e recursos financeiros, estes materiais de trabalho separados foram rapidamente forjados num único conceito.

Um dos mais significativos dos projectos fundidos na nova agência espacial foi o projecto Man in Space Soonest da Força Aérea, que visava colocar um homem no espaço, mas até à sua fusão na NASA, na maioria das áreas (por exemplo, o conceito de uma possível nave espacial, ou possíveis perfis de voo) apenas foram alcançadas hipóteses pelos engenheiros da Força Aérea e da NACA. O maior progresso foi feito no esboço dos requisitos para o astronauta, ao ponto de serem seleccionados oito candidatos para futuros voos:

Mais tarde, a selecção destes candidatos foi cancelada e novos candidatos astronauta foram recrutados de acordo com um novo critério e sistema de selecção, mas a iniciativa “O Homem no Espaço” forneceu uma boa base para o programa Mercúrio. (Curiosamente, apenas dois dos oito candidatos seleccionados acabaram por ir para o espaço: Neil Armstrong como comandante de Gemini-8 e Apollo-11, e Joseph Walker durante os voos suborbitais do programa X-15).

Embora possa parecer que a maioria das iniciativas relacionadas com o espaço (tais como o Man-in-soonest, programas de agências ARPA, ou X-15) tiveram origem fora do NACA, isto deve-se mais ao facto de os militares e as suas agências relacionadas terem eles próprios o orçamento e a organização do projecto, pelo que os seus programas foram documentados, tinham nomes, etc. Ao mesmo tempo, houve também grandes esforços dentro do NACA, com a investigação no Langley Space Center sobre veículos sem asas de extrema altitude (naves espaciais), mas a maior parte desta foi investigação básica, não destinada a um voo espacial específico, mas sim a lançar as bases para as possibilidades técnicas. Mais tarde, portanto, Langley tornou-se o ponto de partida para a realização concreta do voo espacial humano sobre esta base de conhecimentos.

Conceito básico

O início do programa Mercúrio – tal como o início da própria NASA – não foi um projecto, mas um processo existente foi levado por diante na nova organização, e depois tornou-se um programa específico, ao qual foi dado um nome e uma organização. O núcleo do programa data de Agosto de 1958, quando o director da NACA Hugh Dryden e Robert Gilruth, vice-director do Laboratório de Investigação de Voos de Langley (mais tarde Langley Space Center), informaram o Congresso sobre o plano de lançamento no espaço de uma cápsula espacial de um homem só, com um pedido de subvenção de 30 milhões de dólares. Durante o mês de Setembro, outra agência governamental de defesa, ARPA, aderiu ao plano, contribuindo para uma capacidade de desenvolvimento adicional. Esta colaboração lançou as bases para o programa:

O próprio lançamento do projecto foi espontâneo em vez de planeado, como um projecto: A 7 de Outubro de 1958, Keith Glennan, o recém-nomeado chefe da NASA, autorizou a concepção de um voo tripulado numa reunião de alguns dos seus colegas de engenharia. O punhado de engenheiros reuniu as iniciativas que já tinham sido tomadas, de forma fragmentada, pelas organizações e projectos predecessores da NASA. A maioria das actividades foram então iniciadas através da formalização e formalização de processos anteriormente informais e da sua canalização para um único fluxo. Pouco depois, a 5 de Novembro de 1958, foi formado o Grupo de Trabalho Espacial, agora dentro da NASA, e levou a ideia por diante de uma forma organizada (estabelecendo requisitos detalhados).

Informação detalhada

O primeiro passo no desenho foi responder à pergunta “para onde voar?”, e definir a parte do espaço onde a órbita estável de 24 horas à volta da Terra, conforme definido nos requisitos de base, poderia ser alcançada. O limite teórico mais baixo (100 quilómetros de altitude) já era conhecido dos cálculos de Tódor Kármán antes do lançamento dos primeiros satélites, mas não satisfazia os requisitos para um voo de 24 horas, sendo o efeito limitador da atmosfera demasiado grande, mas a NASA dispunha de dados experimentais concretos da avaliação dos dados de meia dúzia de satélites lançados até ao final de 1958 para determinar a órbita. O Grupo de Trabalho Espacial concluiu que uma órbita com uma altitude média de 160 quilómetros (100 milhas) seria adequada (com proximidade e longitude dentro de ±40 quilómetros (25 milhas). Os cálculos basearam-se numa cápsula espacial de 1 tonelada, e isto porque o míssil balístico intercontinental Atlas, delineado na linha de base, era “o veículo de lançamento mais fiável disponível para cumprir o objectivo” e ainda era praticamente capaz de atingir estes parâmetros de voo.

No que diz respeito aos requisitos do veículo de lançamento e da nave espacial de base (“o veículo de lançamento mais fiável disponível” e “uma cápsula balística concebida para uma elevada resistência aerodinâmica”), foi adoptado o conceito de um “Atlas nu” de Max Faget. Faget tinha estado a trabalhar em questões de propulsão de foguetes no seio do NACA desde 1946 e esteve envolvido no desenvolvimento do avião foguete X-15. As experiências X-15 foram posteriormente continuadas no projecto X-20 Dyna-Soar (um conceito inicial de vaivém espacial), com a participação de Faget. Em Novembro de 1957, o desenhador apresentou a sua visão para um possível voo espacial tripulado, no qual imaginou os mísseis balísticos militares existentes como meio de propulsão, propôs foguetes impulsionadores de combustível sólido para reentrar da órbita da Terra, e esboçou a nave espacial como uma cápsula sem vento em forma de cápsula para voo balístico. Numa reunião conjunta NACA – Air Force Engineering em Janeiro de 1958, a ideia de Faget foi levada mais longe. Nesta reunião, foi considerado como um facto óbvio que a propulsão de foguetes era necessária para alcançar o espaço, e sendo o X-20 um programa militar, a escolha dos ICBMs, um desenvolvimento recente, foi feita. Dos possíveis mísseis, o Atlas ICBM era o mais potente, mas como mesmo este foi considerado pelos engenheiros como fraco, um míssil “despojado” com um estágio superior adicional e, claro, despojado da sua ogiva e do seu adaptador de lançamento foi aceite por consenso como sendo adequado para a tarefa. (Como uma pista lateral, no Projecto McDonnell 7969, um projecto de desenvolvimento de naves espaciais lançado no final de 1957 na fábrica de aviões McDonnell por conta e risco da própria fábrica, foi também iniciado o desenvolvimento de uma possível cápsula espacial para encaixar o conceito com a ajuda dos conselheiros da Faget).

O Grupo de Trabalho Espacial teve a ideia, que já estava bem avançada no seu desenvolvimento (e tinha sido proposta para implementação em várias discussões técnicas), e no início de Novembro de 1958 foi oficialmente adoptado o plano “Atlas despojado” do Faget. Foi convocado para 7 de Novembro de 1958 um briefing de compras para futuros fabricantes.

Embora não estivesse incluído nos requisitos básicos, o Grupo de Trabalho Espacial foi também responsável pela definição dos requisitos para o ocupante da nave espacial. Para tal, o Grupo de Tarefa planeou primeiro convocar uma conferência de líderes industriais e militares, com a participação de alguns aerofísicos, para identificar um grupo de 150 candidatos a astronautas (com base nas propostas pessoais dos líderes). O método e os critérios de selecção dos proponentes foram também desenvolvidos nesta altura. Teria envolvido primeiro o pedido de uma proposta para um grupo maior de 150 pessoas, que teria sido reduzido para 36, tendo em conta critérios aeromédicos, e depois, após nove meses de formação, teriam sido seleccionados 12 candidatos entre estes 36, dos quais os melhores seis se teriam tornado candidatos a astronautas. Os seleccionados teriam de ser homens entre 25 e 40 anos, com formação de pilotos, com menos de 180 cm de altura, em excelente condição física, com um diploma universitário numa disciplina científica. Um requisito adicional era que o candidato estivesse disposto a assumir os riscos envolvidos no voo experimental, fosse capaz de tolerar condições físicas difíceis e ser capaz de tomar decisões rápidas e correctas sob elevado stress ou em situações de emergência. A 22 de Dezembro de 1958, foi concluído um projecto de aviso especificando este facto, mas não foi iluminado de verde, e após as férias de Natal, a 28 de Dezembro de 1958, o Presidente Eisenhower decidiu que a reserva de pilotos militares era suficiente para a reserva de candidatos e que, por razões de segurança nacional, apenas os seleccionados deveriam ser escolhidos. Na primeira semana de Janeiro de 1959, o Grupo de Trabalho Espacial submeteu os critérios ao Pentágono e a selecção dos candidatos começou.

Lua-de-mel

Uma das muitas tarefas do Grupo de Tarefas Espaciais era nomear o programa. Nos EUA, é costume distinguir programas governamentais por algum nome fácil de lembrar e cativante para o público, os fabricantes contratantes e a imprensa. No final do Outono de 1958, o Grupo de Tarefa Espacial tinha criado o nome não tão sonante “Projecto Astronauta” para o programa. Alguns líderes viam o nome como um risco de enfatizar demasiado o papel de astronauta, enquanto outros queriam ver um regresso ao sistema de nomenclatura anterior. Abe Silverstein (chefe do desenvolvimento de foguetes) sugeriu Mercúrio, um deus da mitologia romana, como um nome. O deus romano (também conhecido como Hermes em grego) era uma espécie de marca estabelecida em várias áreas (ver uma marca Ford), tornando-o uma das figuras mitológicas mais familiares aos americanos, e a sua familiaridade e popularidade tornou-o um nome adequado para o programa. Além disso, enquadrava-se bem no conceito americano de utilizar tais nomes mitológicos na construção de foguetes (Júpiter, o deus-arco – lançador de Júpiter, Atlas, Titã carregando a Terra sobre os seus ombros – foguete Atlas, etc.). A 26 de Novembro de 1958, Keith Glennan e Hugh Dryden, dois dos principais executivos da NASA, aceitaram a proposta e o nome “Projecto Astronauta” foi substituído por “Projecto Mercúrio”.

Comunicado de imprensa

Nos Estados Unidos, todos os programas governamentais eram públicos – em contraste com a prática soviética da época, onde as experiências espaciais eram mantidas em completo segredo até serem levadas a cabo com sucesso – e este era particularmente o caso do programa Mercúrio, que foi especificamente concebido para ser público para demonstrar uma vingança para a União Soviética. Foi por esta razão que Keith Glennan – à espera do 55º aniversário do voo dos irmãos Wright para completar a solenidade do anúncio – fez um anúncio oficial a 17 de Dezembro de 1958 que o seu país estava a embarcar num programa espacial para colocar um homem no espaço, o programa Mercúrio.

Desenvolvimento da nave espacial

O design da nave espacial começou com o conceito de “Atlas nu” proposto por Max Faget. A partir dos princípios formulados no Centro Espacial da NASA em Langley, o Grupo de Trabalho Espacial elaborou um convite à apresentação de propostas para 20 de Outubro de 1958, o qual foi subsequentemente emitido para futuros fabricantes. A 23 de Outubro de 1958 foi enviada uma chamada de produção a 40 fábricas, à qual responderam 38 e enviaram representantes para a primeira reunião de concepção a 7 de Novembro de 1958. Dos 38 candidatos, 19 manifestaram interesse na construção da nave espacial e receberam o documento de concepção “S-6 Human Spacecraft Specification” (Especificação da Nave Espacial Humana S-6). Em 11 de Dezembro de 1958 (o prazo para apresentação de propostas), o campo foi reduzido para 11 fabricantes.

Para acelerar o programa, a própria NASA mal estava à frente dos fornecedores que para ela trabalhavam: enquanto os futuros fabricantes estudavam os requisitos e preparavam os primeiros esboços de concepção das propostas, a própria agência espacial estava a elaborar os critérios de avaliação técnica e financeira para as propostas recebidas.

No processo de selecção, dois candidatos igualmente classificados, McDonnell Aircraft e Grumman Aircraft, foram finalmente pré-seleccionados. Um dos dois foi escolhido por uma razão particular: Grumman foi na altura o vencedor de várias licitações para contratos da Marinha, e o Grupo de Trabalho Espacial temia que a empresa não fosse capaz de satisfazer as exigências de vários projectos de desenvolvimento desafiantes ao mesmo tempo e que a nave espacial Mercury fosse atrasada. Assim, o direito de construir a nave espacial foi concedido à McDonnell Aircraft a 12 de Janeiro de 1959. O contrato foi assinado por James McDonnell, o presidente da empresa fabricante, a 5 de Fevereiro de 1959 e Keith Glennan a 12 de Fevereiro de 1959, no qual o fabricante concordou em conceber, fabricar e entregar 12 cápsulas espaciais de mercúrio à NASA por um total de 19 450 000 dólares. O ritmo de desenvolvimento foi tão rápido que James McDonnell, num discurso em Maio de 1957 (antes do voo Sputnik-1), colocou o primeiro homem no espaço em 1990, ou seja, ele previu um desenvolvimento de várias décadas, que na prática levou dois anos.

McDonnell recebeu um estudo de 50 páginas da NASA na fase de concurso, que delineou os critérios e aspectos básicos de concepção da nave espacial (essencialmente o NACA

A ideia básica por detrás da construção da cápsula foi o mais simples possível: ”o único objectivo é colocar um homem no espaço por um curto período de tempo”. Na prática, isto significava empurrar tudo num único espaço, tudo relacionado com a navegação, o suporte de vida do astronauta, o funcionamento da nave espacial. Quase todos os sistemas foram colocados dentro da cabine, enchendo todos os recantos e recantos e deixando pouco espaço para o astronauta. (Mais tarde, durante a fase de voo, tornou-se claro na prática que este era um beco sem saída, uma vez que os sistemas, espalhados por vários pontos da cabine, nos espaços disponíveis, a cablagem que os liga, o caos, e a falha de um sistema significou que vários outros tiveram de ser desmontados e rearranjados em preparação para o voo. Para resolver este problema, e precisamente devido à experiência negativa com a nave espacial Mercúrio, foi introduzida a filosofia de dividir a nave em duas partes, uma cápsula e uma unidade técnica, a partir do próximo programa espacial, o programa Gemini).

Foi no cumprimento do terceiro capítulo dos requisitos de base, estabelecidos no início do programa, que se desdobrou o dilema mais prolongado da concepção. Já em meados dos anos 50 (quando as ogivas nucleares foram montadas em mísseis), tornou-se claro que um objecto que caía na atmosfera a alta velocidade estava sujeito a um enorme stress térmico devido à fricção do ar. Diferentes forças militares desenvolveram soluções diferentes para o problema: o exército fez experiências com escudos de calor compostos feitos de materiais que queimam calor, derretem (mas dissipam calor), e a força aérea com versões feitas de materiais absorventes de calor. Durante muito tempo, os peritos do Grupo de Trabalho Espacial não puderam decidir (a vantagem de um material era a desvantagem de outro e vice-versa), pelo que deixaram ambas as direcções de desenvolvimento em aberto. Estavam então em curso testes com os dois tipos de escudo térmico quando foi descoberta a falha conceptual da versão de absorção de calor: o escudo térmico feito de material absorvente de calor teria de ser removido da nave espacial durante as fases finais de aterragem, uma vez que teria sido extremamente quente na aterragem, colocando em risco o astronauta na cabina, e

Após a concepção conceptual da cabine, teve início a concepção detalhada e os testes dos componentes da nave espacial experimental. O primeiro destes testes foi o teste de queda da cápsula. Estes incluíram testes de queda livre e descida com vários sistemas de pára-quedas, durante os quais mais de uma centena de maquetes de cápsulas espaciais de betão em tamanho real foram lançadas no mar ou em locais de aterragem em terra. Estes testes de queda foram utilizados para desenvolver o sistema óptimo de travagem de pára-quedas para aterragem.

Outra série de testes foi utilizada para desenvolver o foguete de salvamento. No caso de um acidente de lançamento, os projectistas planearam um dispositivo constituído por pequenos foguetes (e uma estrutura de malha para os fixar à cápsula) que, em caso de problema, “puxaria” a cápsula para fora do foguetão o mais rapidamente possível e transportaria a nave e o seu ocupante para uma distância segura do local da explosão, o que inevitavelmente ocorreria. O primeiro teste em Wallops Island foi tão desastroso (pouco depois dos foguetes terem sido lançados, o foguetão começou a cair para cima e depois de duas quedas completas, atingiu o oceano) que a ideia de repensar todo o sistema a partir do chão foi levantada. Após um mês de trabalho, os designers corrigiram os erros e o dispositivo tornou-se capaz de salvar a cabine Mercury no caso de um problema de lançamento.

A terceira série de testes foi realizada para finalizar a forma da nave espacial Mercúrio nos túneis de vento do Centro Espacial de Langley e do Centro Espacial Ames. Para tal, foram levadas maquetas da nave espacial em vários tamanhos para o túnel de vento para testar as propriedades da nave espacial nas gamas de velocidade trans-, super- e hipersónica do voo.

Numa quarta série de testes, a solução técnica para a fase final da aterragem, a descida, teve de ser desenvolvida, e teve de ser feita uma escolha entre a aterragem na água e a aterragem em terra. Os engenheiros preferiram a aterragem na água. O desembarque estava previsto para ser de 9 m

A quinta série de testes visava a concepção final do sistema de pára-quedas, com o foco principal no comportamento do pára-quedas de lançamento e do pára-quedas principal a velocidades extremas e

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Desenvolvimento do foguetão

Os engenheiros seleccionaram três tipos diferentes de foguetes para os voos:

O Space Task Group procurou um veículo de lançamento espacial humano entre foguetes de médio e longo alcance desenvolvidos para os militares dos EUA, e o candidato final foi encontrado no míssil balístico intercontinental Atlas, desenvolvido pela Convair para a Força Aérea dos EUA, que está prestes a entrar em serviço. O Atlas foi um desenvolvimento tão recente que o seu primeiro lançamento de teste bem sucedido (ainda sob o nome de código militar SM-65 Atlas) só teve lugar a 17 de Dezembro de 1957. A especificação do Atlas incluía, pela primeira vez nos EUA, o desempenho necessário para colocar um objecto de massa equivalente a uma nave espacial em órbita à volta da Terra, a exigência de colocar um corpo de 1,5-2,5 toneladas numa órbita estável acima dos 300 quilómetros. No entanto, a novidade do foguetão e a incerteza da sua fiabilidade significaram que foram necessários veículos de lançamento adicionais para iniciar os testes de voo. O foguete Redstone, que ganhou o prestigioso apelido “Good Old Reliable” graças aos seus voos anteriores bem sucedidos, cumpriu o requisito de fiabilidade. Para além da fiabilidade, houve outra consideração – o custo dos testes. Para muitos testes, não foi necessário acelerar uma cápsula espacial inteira até à velocidade orbital, apenas para a levar à altitude certa. Os voos orbitais foram os mais caros – um foguete Atlas foi estimado em 2,5 milhões de dólares para produzir – enquanto que um lançamento Redstone custou 1 milhão de dólares. O Redstone foi também identificado como um possível veículo de lançamento devido à consideração de que pouparia milhões de dólares por teste. Também o fizeram com o foguete Little Joe, que pode ser operado a um custo ainda mais baixo e é bem adequado para certos sub-testes. Para aqueles testes em que não foi necessário colocar o objecto de teste em órbita à volta da Terra – e este foi o caso da maioria dos testes iniciais – os engenheiros também definiram perfis de voo suborbitais (os chamados saltos espaciais).

A NASA rapidamente percebeu que o foguete Atlas era imaturo e necessitava de testes, e que o custo de um lançamento era elevado a 2,5 milhões de dólares por lançamento, enquanto o Atlas não tinha capacidade para uma série de testes. Além disso, o foguete Redstone, que poderia substituir o Atlas para estes testes menos exigentes, era em si mesmo um dispositivo dispendioso, custando 1 milhão de dólares por lançamento. Decidiu-se, portanto, utilizar um veículo de lançamento mais barato. Na altura da decisão, porém, o míssil ainda não existia e tinha de ser desenvolvido.

Os requisitos foram estabelecidos pela NASA no final de 1958, e posteriormente aperfeiçoados. Estes exigiam que o futuro foguete fosse capaz de lançar a nave espacial Mercúrio de tal forma que as forças da cabine pudessem ser testadas em altitudes mais elevadas, o sistema de salvamento, o sistema de pára-quedas de aterragem e os procedimentos de busca e salvamento pós aterragem poderiam ser avaliados. Os aperfeiçoamentos subsequentes à especificação incluíram a capacidade de medir parâmetros de voo e de aterragem (impacto) da cabine, parâmetros de ruído, calor e pressão gerados pelo míssil, em particular os efeitos sobre o(s) organismo(s) vivo(s) a bordo, com um mínimo de instrumentação de telemetria. Estes parâmetros tinham de poder ser monitorizados a diferentes altitudes críticas (6000, 75 000 e 150 000 metros). Com base nestes requisitos, a equipa de Max Faget criou o primeiro foguetão dentro da NASA, chamado Little Joe, que fez o seu primeiro lançamento na Ilha Wallop a 21 de Agosto de 1959.

Pela primeira vez na história dos voos espaciais, os planos de concepção dos foguetes incluíam a necessidade de “empacotar” os motores. Consequentemente, foi incluída a instalação de quatro motores Sargento de combustível sólido modificados (também conhecidos como Castor ou Pollux), bem como a utilização de quatro motores auxiliares Recruit. Através da parametrização dos quatro motores, foi possível alcançar um impulso máximo de 1020 kilonewtons, permitindo teoricamente a propulsão de uma nave espacial de 1800 kg em órbita balística a uma altitude de 160 km (simulando assim as propriedades do Atlas).

Em Novembro de 1958, 12 empresas foram convidadas a concorrer para a produção do míssil, com base nos requisitos e desenhos básicos, e a North American Aircraft Company ganhou o concurso em 29 de Dezembro de 1958. Nos termos do contrato, o fabricante deveria entregar sete exemplos de voo e uma torre de lançamento móvel. O primeiro avião de produção norte-americano aeronavegável decolou a 21 de Janeiro de 1960.

O foguete Redstone foi também incluído no programa espacial da NASA por razões de economia de custos e fiabilidade. O PGM-11 Redstone básico foi um dos mais antigos mísseis balísticos militares de curto alcance dos EUA, desenvolvido em 1952 e em serviço com as Forças da Europa Ocidental da OTAN de 1958 a 1964. O míssil era um descendente directo do alemão V-2, concebido por Wernher von Braun no Redstone Arsenal. A NASA procurava alternativas ao foguete Atlas, tanto para reduzir o custo das experiências como por razões de fiabilidade (o Redstone foi considerado um foguete particularmente fiável e, por isso, adequado aos requisitos de segurança para colocar o homem no espaço), e escolheu o Redstone, embora uma versão melhorada do mesmo fosse mais adequada ao objectivo. Redstone tornou-se o foguete de eleição para voos suborbitais no programa Mercúrio.

Outra diferença entre o foguete militar e o espacial foi o sistema de salvamento e aborto. Por um lado, o Redstone, que é adequado para voos espaciais, foi equipado com o chamado sistema de detecção automática de abortos em voo. Isto significava que o foguete podia detectar quando os parâmetros de voo estavam prestes a desviar-se da norma, e depois o sistema podia iniciar automaticamente o processo de resgate quando o foguete de resgate separava a cápsula do lançador (claro, o aborto podia ser desencadeado pelo próprio astronauta ou pelo centro de controlo, mas havia perfis de voo em que simplesmente não havia tempo para intervenção manual). E, claro, em comparação com a versão militar, havia o foguete de salvamento, que, em caso de problemas, podia desligar a cápsula do foguete e levá-la para uma distância segura. Também foram feitas alterações à chamada secção traseira do foguetão (que, estranhamente, não estava na parte de trás do foguetão, mas em cima dele, ligando a cabine ao veículo de lançamento). Esta secção continha o sistema electrónico e de orientação do foguetão, bem como o adaptador que recebeu a cápsula espacial, e nas pedras vermelhas militares, quando o foguetão se queimou, esta secção dividiu-se, ficando uma metade com o foguetão e a outra metade continuando a voar com a secção de combate, enquanto na versão de foguetão espacial, o todo ficou com o veículo de lançamento. Outra mudança foi feita para melhorar a fiabilidade do Redstone. O piloto automático ST-80 da versão militar foi substituído por uma versão muito mais simples e mais fiável, o LEV-3.

No final do desenvolvimento, o Mercury-Redstone desviou-se do Redstone militar por um total de 800 lugares, pelo que no final a NASA teve um novo foguete de desenvolvimento em vez da versão original e fiável. O primeiro voo do lançador melhorado teve lugar a 21 de Novembro de 1960, que falhou, seguido de três voos com mais ou menos sucesso antes de finalmente transportar a nave espacial de dois homens com Alan Shepard e Gus Grissom.

Uma das peças centrais de hardware do programa Mercúrio foi o veículo de lançamento. Os requisitos eram simples: tinha de ser capaz de acelerar um objecto de 1500-800 kg até à primeira velocidade cósmica e colocá-lo em órbita à volta da Terra. A única ferramenta que os EUA tinham à sua disposição era o míssil balístico intercontinental dos militares, o Atlas SM-65D. O foguete era a mais recente tecnologia disponível, e o seu primeiro lançamento de teste teve lugar a 11 de Junho de 1957 (embora sem sucesso). O dilema da NASA era se tornar o foguete existente mas não fiável ou esperar pelo processo de desenvolvimento do Titan II ICBM (possivelmente com o mesmo resultado incerto), pelo que foi tomada a decisão de testar e reparar o Atlas.

Convair, o fabricante do foguete, tinha uma linha de produção dedicada para o programa Mercúrio, com pessoal formado e experiente que podia ser utilizado para garantir uma alta qualidade. Os produtos destinados ao espaço foram submetidos a uma extensa reconcepção, envolvendo os seguintes componentes:

O foguete foi baseado em dois princípios básicos de concepção. Um destes princípios era a chamada disposição de uma fase e meia: o foguete tinha um motor principal e dois aceleradores laterais. Estes foram iniciados simultaneamente no lançamento (por isso foi mais fácil para os engenheiros verificar visualmente a operação), depois os impulsionadores foram desligados antes do motor principal durante a órbita e os impulsionadores (ou os tanques associados) nunca foram desligados. O outro princípio era o chamado desenho ou sistema de balão de gás. Para minimizar o peso, o foguetão foi concebido com as paredes laterais mais finas possíveis, tão finas que o foguetão se desmoronaria sob o seu próprio peso quando vazio. A sua estabilidade e resistência estrutural foram inicialmente fornecidas pela pressão do propulsor e depois, à medida que se esgotava durante o voo, pela pressão do gás hélio neutro nos tanques. Durante os testes, este último princípio de concepção provou ser o elo mais fraco, exigindo modificações e mais testes.

O primeiro lançamento de Mercúrio teve lugar a 29 de Julho de 1960, mas a verdadeira prova veio a 20 de Fevereiro de 1962, quando John Glenn e Friendship 7 voaram.

Perfis de voo

O voo espacial já tinha sido decidido com o voo do Sputnik-1, era considerado um verdadeiro voo espacial se fosse realizado em órbita à volta da Terra, pelo que naturalmente a NASA estabeleceu este como objectivo para o primeiro voo de astronauta americano. No entanto, no final de 1960, tornou-se claro para os americanos das experiências soviéticas – vários satélites em órbita com grandes massas (equivalentes à massa de uma cabine de voo humana) de seres vivos – que o seu rival estava à sua frente, e foi então que foi concebida a ideia de que o programa deveria ramificar-se em duas direcções alternativas: continuar os preparativos para o voo orbital e preparar um voo humano suborbital como uma direcção separada. A NASA pensou que seria tranquilizador para o público se, embora a América estivesse em desvantagem visível no voo orbital, que era visto por todos como a opção ”real” óbvia, o caminho para tal seria construído em etapas e a primeira etapa (o salto espacial) seria ganha. O foguete Redstone, originalmente destinado apenas a testes, e a cápsula de Mercúrio estão portanto a ser montados num processo em que um salto espacial em três etapas, primeiro em modo automático sem passageiro, depois com um macaco e finalmente com um cosmonauta, dará aos soviéticos a liderança.

Melhorias nas infra-estruturas

A questão mais importante das infra-estruturas foi a escolha do local de lançamento. Curiosamente, embora exista uma teoria para seleccionar um local de lançamento para alcançar o espaço – o local mais próximo possível do equador – nenhum local foi deliberadamente procurado quando o programa Mercúrio foi lançado, mas, a fim de se adaptar às circunstâncias em que a NASA foi formada (a agência espacial foi também criada concentrando as experiências das várias forças militares), a NASA abriu um gabinete de ligação no Cabo Canaveral, uma das gamas de mísseis mais avançadas do Departamento de Defesa dos EUA e do Exército e Marinha, com a tarefa de trazer para a NASA os testes militares que ali tinham sido realizados. Dado que os militares já tinham uma base e local de lançamento dos foguetes Redstone no Cabo Canaveral, esta base foi designada para os voos Mercúrio, independentemente do facto de a NASA ser uma organização civil e o Cabo Canaveral ser uma base militar.

Em preparação para os voos espaciais tripulados, a NASA recebeu o hangar S, construído pela Força Aérea em 1957 (primeiro utilizado para manutenção e armazenamento de aviões) e depois entregue ao programa Vanguard do Laboratório de Investigação Naval para novas experiências. Em 1959, foi também alcançado um acordo formal entre o proprietário das instalações, o Departamento de Defesa, e a NASA para assumir o hangar e as suas infra-estruturas associadas. A partir daí, as naves espaciais Mercúrio do local de produção foram recebidas aqui. Foi mais tarde utilizado para o programa Gemini e continuou a ser utilizado até ao Vaivém Espacial.

A principal infra-estrutura de apoio para os voos foram os locais de lançamento. Duas destas foram também designadas para a NASA, seguindo a lógica da tomada de controlo de experiências anteriores. O LC-5 (Complexo de Lançamento) tornou-se a plataforma de lançamento para os foguetes Redstone e o LC-14 para os foguetes Atlas (e os foguetes Big Joe utilizados nos testes). A carreira do LC-5 começou em 1956 sob os auspícios da Força Aérea (Estação Aérea do Cabo Canaveral), quando foi utilizado para testar mísseis balísticos de médio alcance Júpiter no Cabo, antes de ser substituído pelo Juno II, uma evolução dos Jupiters, que foram utilizados para lançar satélites em órbita. A NASA recebeu então a plataforma de lançamento para os foguetes Redstone, primeiro em modo automático, depois com um macaco e finalmente com um humano.

A história do LC-14 é um pouco mais complicada. A plataforma de lançamento foi construída em 1957 para lançar foguetes do Atlas militar, e foi convertida em 1959 para lançar foguetes Atlas-D e lançamentos espaciais. Na altura, era considerado o único local de lançamento designado para foguetes Atlas, pelo que o programa Mercury não o podia ter exclusivamente, mas tinha de o partilhar com satélites MIDAS, lançamentos de testes Big Joe, e outros lançamentos de foguetes intercontinentais antes de poder estar exclusivamente nas mãos da NASA. Mais tarde, todos os lançamentos Mercúrio-Atlas foram lançados a partir daqui, e mais tarde os lançamentos Atlas-Agena foram também lançados a partir daqui.

Foi necessário mais planeamento para conceber a aterragem e subsequentes operações de salvamento e para gerir a manutenção do contacto via rádio durante o voo. A Marinha foi seleccionada para tratar de ambas as tarefas simultaneamente.

Numa conferência de imprensa em Washington D.C. a 9 de Abril de 1959, a NASA revelou ao público os sete homens que, após rigorosos testes médicos e psicológicos, tinham sido seleccionados para se tornarem os primeiros homens a ir para o espaço. Ao mesmo tempo que eram revelados, o público aprendeu uma nova palavra: astronauta (em terminologia americana, astronauta, que tem as suas raízes na mitologia grega, associando-se com os Argonautas, e significando literalmente marinheiro-estrela).

Mas a revelação ao público foi precedida por um longo e secreto projecto de selecção. O rigor da selecção foi baseado em pressupostos médicos que os viajantes espaciais enfrentariam perigos mortais: previa-se um colapso da órbita sem peso, pensava-se que as pessoas seriam incapazes de comer ou beber sem gravidade, mas também se suspeitava de dificuldades psicológicas, e uma espécie de loucura espacial poderia tomar conta de uma nave espacial solitária, tornando-as incapazes de a controlar. Para contrariar estes perigos, foi concebido um sistema de selecção para seleccionar candidatos altamente acima da média em termos de saúde e psicologia.

Selecção

A selecção dos candidatos a astronauta foi efectuada sob as instruções do Presidente Eisenhower – e ligeiramente modificada em relação aos requisitos estabelecidos pelo Grupo de Tarefa Espacial – tendo o corpo de aviação militar sido convidado a elaborar uma lista de potenciais candidatos. Um total de 508 candidatos potenciais foram seleccionados em Washington, dos quais 110 pilotos foram seleccionados como candidatos adequados (a lista incluía cinco Fuzileiros Navais, 47 da Marinha e 58 pilotos da Força Aérea, não tendo ninguém das Forças Aéreas do Exército sido considerado adequado). Na segunda fase do processo de selecção, os candidatos foram divididos em três grupos principais e os primeiros 35 foram mandados para Washington para entrevistas no início de Fevereiro de 1959, sob uma ordem de confidencialidade. Charles Donlan, que chefiou o projecto em nome do Grupo de Trabalho Espacial, teve o prazer de notar que a grande maioria dos candidatos estava ansiosa por participar no programa Mercúrio. Isto deveu-se ao facto de o programa necessitar de voluntários, e não ao facto de os futuros pilotos não deverem ser conduzidos à tarefa. Uma semana após as entrevistas do primeiro grupo, o segundo grupo chegou a Washington e foi submetido às suas entrevistas. A proporção de voluntários entre os que foram considerados adequados foi tão elevada que não houve necessidade de convocar um terceiro grupo (especialmente porque o contingente final de 12 inicialmente previsto foi reduzido para 6). Após as entrevistas dos dois grupos, 69 pessoas foram para o processo de selecção.

Apesar de parâmetros físicos claros, seis dos 69 foram rejeitados porque a sua altura era demasiado alta. Finalmente, 56 candidatos foram rejeitados devido a desistências adicionais dos testes gerais, técnicos e psicológicos da segunda volta. O número dos seleccionados foi então reduzido para 32, que foram levados pelo Grupo de Trabalho Espacial para testes médicos detalhados, incluindo elementos especiais, na Clínica Lovelace em Albuquerque, Novo México, e depois no Laboratório Aeromédico de Base Wright-Patterson.

Durante uma semana, com início a 7 de Fevereiro de 1959, os candidatos foram submetidos a um exame médico de seis fases, de vários dias na Clínica Lovelace. Isto envolveu primeiro uma revisão da história médica dos candidatos, seguida de testes médicos gerais detalhados, tais como um teste de visão, ECG e testes reflexos, uma colonoscopia e teste de sangue, ou uma contagem de esperma. Seguiu-se uma gama completa de radiografias, desde radiografias dentárias a radiografias estomacais. O passo seguinte foi a realização de testes de desempenho físico, que incluíram testes de stress cardíaco num ergómetro de bicicleta, medições da capacidade pulmonar e medições da densidade corporal. No final da semana de testes, os dados foram resumidos e registados nos registos médicos de cada candidato.

Imediatamente após os ensaios clínicos, o grupo mudou-se para a Base Aérea de Wright-Patterson para testes de stress entre 16 de Fevereiro e 27 de Março de 1959. Estes testes foram concebidos para avaliar a tolerância ao stress psicológico e físico dos candidatos. Os testes físicos incluíram exercícios simples de carga em escadas ou passadeiras, ou testes de centrifugação que requerem alta resistência, ou exercícios de cadeiras rotativas multi-eixos familiares aos pilotos dos exames aeromédicos. Nos testes psicológicos paralelos, os candidatos foram testados com estímulos inesperados ou desagradáveis, tais como testes térmicos ou de água fria ou exercícios de câmara escura. Os testes psicológicos também incluíram o teste de Rorschach, que de resto está sujeito a dúvidas de credibilidade.

No final dos testes de Wright Patterson, o Comité de Nomeação apresentou 18 candidatos totalmente qualificados do ponto de vista médico no final da série de testes, no final de Março de 1959. O Comité de Selecção do Grupo de Tarefa Espacial reuniu-se a 1 de Abril de 1959 e dos 18 candidatos adequados, sete foram finalmente seleccionados para formação de astronautas. Este grupo foi anunciado pela NASA a 2 de Abril de 1959, e foi depois introduzido como Mercury Seven (Mercury 7) a 9 de Abril de 1959 em Washington como os futuros astronautas americanos, e com estes sete pilotos, começou a formação de astronautas.

Semanas Originais

O grupo seguinte, conhecido na imprensa como Mercúrio Sete, iniciou a formação:

Seis deles foram para o espaço como parte do programa (Slayton foi retirado do grupo em 1962 devido a problemas cardíacos, e só voou no programa Soyuz-Apollo em 1975 após uma cirurgia cardíaca).

Os candidatos a astronauta entraram na ribalta com a sua apresentação. Para além do interesse natural do público – não havia, na altura, uma profissão mais exótica do que “astronauta”. A própria NASA aumentou ainda mais a popularidade dos seus candidatos ao encorajar um acordo entre os astronautas e uma importante revista americana, que comprou os direitos de publicar histórias sobre astronautas numa oferta de 500 000 dólares. Como parte do acordo, publicou os seus relatórios sobre a vida dos astronautas na série Life, bem como as suas biografias. Nesta série de artigos, que correu para 28 números entre 1959 e 1963, a Life criou um novo herói americano ao retratar os astronautas como uma espécie de ”super-herói quotidiano”, ao embelezar as suas origens e ao apresentar a sua vida quotidiana fora da formação no estereótipo americano.

Além das Semanas de Mercúrio, dois outros nomes – ambos póstumos – foram utilizados para os primeiros sete astronautas da NASA. Um era Grupo de Astronautas 1, que a NASA utilizou depois quando começou a recrutar grupos adicionais de astronautas para o programa Gemini e depois para o programa Apollo, e queria distinguir os grupos seleccionados em alturas diferentes. Mas não foram só a NASA, mas também os próprios astronautas, que se distinguiram ao nomear o grupo, e assim os Sete Originais tornaram-se conhecidos e mais tarde o nome de grupo mais utilizado publicamente, também para o distinguir dos outros (como os Nove Novos recrutados em 1962, ou os Catorze em 1963).

Formação de astronautas

O treino foi muito semelhante ao programa de selecção na Wright-Patterson Airbase: praticaram os seus perfis de descolagem e entrada em simulações de aceleração centrífuga, treinaram numa mala, numa câmara de calor ou em câmaras de dióxido de carbono, ou mantiveram a sua aptidão física por vários desportos. Mas também havia áreas completamente novas. Visitaram as fábricas de vários fornecedores, conheceram as ferragens que estavam a ser construídas, visitaram o Cabo Canaveral, o ponto de partida para as suas futuras missões espaciais, e foram a Akron para ver a fábrica de fatos espaciais. Iniciaram também um processo de especialização, com Carpenter, por exemplo, com a sua experiência naval, tornando-se um especialista nos sistemas de comunicação e navegação da nave espacial, Grissom imerso nos sistemas de controlo e electromecânicos de Mercúrio, e Glenn ajudando com o painel de instrumentos da cabine. O treino incluiu exercícios de voo, para além dos testes acima referidos. Por um lado, continuaram os seus voos anteriores em caças de alto desempenho para manter as suas capacidades de voo e, por outro, praticaram a ausência de peso que enfrentariam ao voar em voos parabólicos nas aeronaves C-131 da NASA, que tinham sido concebidas para o efeito.

No total, foram construídos vinte Mercurys, três lançamentos falhados, cinco foram colocados em órbita balística, e seis orbitaram a Terra. Foram realizadas seis experiências com humanos, duas delas apenas em órbita balística. A nave espacial permitiu a um único humano voar no espaço durante 24 horas, até um máximo de 36 horas. As baterias químicas eram capazes de 1500-3000 watt-hora (Wh), dependendo da tarefa. Tinha forma de sino, com 3,4 metros de altura, incluindo os foguetes elevadores, com uma largura máxima de 1,9 metros. Era de construção de parede dupla, sendo o invólucro exterior de liga de níquel, o interior de liga de titânio, com um material isolante de fibra cerâmica entre eles. O foguete de salvamento foi montado no nariz. A altura da torre de resgate é de 6,2 metros. O pára-quedas estabilizador e o localizador de horizonte infravermelho estabilizador foram instalados na caixa da antena. A cabina tem 1,9 metros de diâmetro e 1,5 metros de altura. Durante o tempo em serviço, o astronauta executava as tarefas necessárias numa posição sentada, quase sem movimento.

Alan Shepard foi o primeiro americano a ir ao espaço na nave espacial Freedom 7, fazendo um salto espacial suborbital. John Glenn foi o primeiro americano a orbitar a Terra na nave espacial Friendship 7. Os soviéticos também ultrapassaram os americanos em voos espaciais tripulados com o programa Vostok.

Voos de ensaio não tripulados

A primeira tentativa do programa Mercúrio teria sido o Little Joe 1, se não tivesse sido frustrado por uma falha. A experiência nem sequer teve lugar no Cabo Canaveral, mas na Ilha Wallop, e os engenheiros queriam ver como se comportaria a torre de fuga, particularmente na altura da pressão dinâmica máxima (o máximo arrasto na descolagem). Para este fim, um foguete Little Joe era suficiente, pois podia simular a pressão dinâmica desejada, e depois foi construído um modelo da nave espacial Mercury neste veículo de lançamento, e finalmente o único sistema completo, a torre de resgate.

No entanto, o voo planeado foi um fracasso completo em 1959. A 21 de Agosto de 1959: 35 minutos antes do lançamento previsto, quando o automático e a autodestruição foram ligados à fonte de energia da sua própria bateria, as cargas explosivas que separavam as unidades da nave espacial foram accionadas inesperadamente – a tripulação que se preparava para o lançamento iniciou um voo de pânico – e finalmente a torre de resgate (que detectou correctamente a emergência) foi lançada com o modelo da nave espacial anexado, enquanto o foguete permaneceu na rampa de lançamento. O foguete de salvamento fez então o seu trabalho de forma exemplar, levando Mercúrio à altitude requerida de cerca de 600 metros, onde o libertou. O relatório do teste foi concluído em menos de um mês, e a causa da falha foi identificada como uma chamada “corrente errante” causada por um enrolamento impróprio.

Para além da série de experiências de Little Joe em Wallop Island (que essencialmente tinha de provar a funcionalidade do foguetão de resgate), a NASA também começou a testar outro componente importante, o escudo térmico. Isto exigia um veículo de lançamento mais potente, o chamado foguetão Big Joe. O Big Joe era essencialmente o foguete Atlas. Na experiência Big Joe, o veículo de lançamento Atlas-10D foi acoplado a uma nave espacial Mercúrio não operacional mas eficiente em termos de massa e tamanho, e um escudo térmico (que aquece na reentrada, queima, queima, desintegra lentamente, mas distribui o calor eficientemente) foi montado na nave espacial, seleccionada após um longo debate de design.

O lançamento teve lugar a 9 de Setembro de 1959 a partir do Cabo Canaveral, rampa de lançamento 14. Durante o voo, tudo funcionou perfeitamente até cerca da marca dos dois minutos, altura em que a telemetria recebeu um sinal de erro do sistema de controlo: a separação das engrenagens não ocorreu. Como o palco continuou a voar como peso morto, não havia qualquer hipótese de a nave atingir a altitude e velocidade planeadas. Com o palco do foguetão a permanecer na nave espacial (derrotando assim o objectivo principal do escudo térmico), o controlo teve de jogar com os propulsores de controlo reactivos (essencialmente os pequenos propulsores auxiliares que fazem a direcção) para fazer cair o foguetão, o que acabou por ser bem sucedido, embora o propulsor para a direcção tenha sido completamente consumido. A nave Mercúrio atingiu finalmente uma altitude máxima de 140 km e após um voo de 2292 km, chegou ao Oceano Atlântico, onde as equipas de salvamento a encontraram relativamente intacta após algumas horas de busca.

A 4 de Outubro de 1959, realizou-se o próximo teste de Mercúrio – novamente na Ilha Wallop – que não foi marcado na altura e só mais tarde foi dada a designação Little Joe 6. O teste foi essencialmente um passo atrás em relação à primeira tentativa falhada, sendo a única coisa em comum que o veículo de lançamento utilizado foi o mesmo que tinha sido deixado na rampa de lançamento em Agosto. No que diz respeito aos objectivos dos testes de voo, o recuo significou que os únicos testes foram para verificar a adequação do foguete e as características de voo e robustez da nave espacial. Para este fim, uma cápsula espacial de massa e tamanho suficientes, mas não equipada com sistemas e portanto inoperante, e uma torre de fuga igualmente inoperante foram montadas com o foguetão.

Durante a experiência, Little Joe levantou a estrutura de 16,5 metros de altura e 20 toneladas para uma altitude de 65 quilómetros, onde no final do voo de dois minutos e meio, os controlos desencadearam a auto-destruição conforme planeado. As peças da nave espacial atingiram o oceano a 115 quilómetros de distância. A experiência foi considerada um sucesso.

Na Ilha Wallop, as experiências eram contínuas, com foguetes Little Joe a serem lançados todos os meses até ao dia. Assim, a 4 de Novembro de 1959, foi lançado o Little Joe 1A, replicando exactamente o voo falhado do Little Joe 1. Os objectivos eram os mesmos, o voo destinava-se a verificar a adequação do foguete de salvamento, com a adição do máximo de dados possível sobre o sistema de pára-quedas. A cápsula designada para o voo foi novamente uma maquete inoperante, com apenas o foguetão de resgate intacto. A experiência também contou com a participação da imprensa, após uma breve batalha em que os jornalistas lutaram para obter informações em primeira mão sobre o voo (o pessoal da NASA deu à imprensa uma “formação” detalhada de antemão, para que quaisquer interrupções na contagem decrescente não fossem relatadas como um erro ou fracasso).

O Little Joe 2 foi lançado do local habitual na Ilha Wallop a 4 de Dezembro de 1959, e constituiu uma melhoria substancial em relação à tentativa anterior. Embora o LJ-1A não tenha sido um sucesso incondicional, os experimentadores adicionaram o voo ao vivo à experiência Little Joe-Mercury. Estavam curiosos para ver como um organismo simples como um pequeno macaco de cobre se comportaria sob os efeitos do movimento da nave espacial, da ausência de peso e da radiação a grandes altitudes. Mais tarde, planearam lançar um pacote biológico adicional: grãos de aveia, neurónios de rato, culturas de tecidos e insectos foram preparados para viajar com o macaco.

O lançamento teve lugar na presença de dois novos candidatos a astronauta, Alan Shepard e Virgil Grissom. Little Joe elevou Mercúrio para 30 000 metros, e o foguete de salvamento de lançamento elevou a altitude ainda mais, levando a cápsula para 84 000 metros, antes de cair livremente do centro morto. O pico de altitude acabou por ser quase 30 000 metros mais baixo do que o planeado, causado por um arrastamento mal calculado. Sam o macaco acabou por experimentar apenas 3 minutos de ausência de peso em vez dos 4 planeados. No final de cerca de 6 horas de atirar e virar, as equipas de salvamento conseguiram tirar o macaquinho do mar em segurança, após um desembarque sem problemas. Os peritos declararam todos os objectivos preliminares um sucesso e foram entusiastas – especialmente sobre o lançador de Little Joe que funciona perfeitamente – embora as opiniões posteriores se tenham tornado mais matizadas, com os biólogos em particular a queixarem-se dos resultados menos satisfatórios da experiência com animais. O objectivo principal foi, contudo, alcançado e o foguete de salvamento provou ser perfeitamente adequado a um possível salvamento de emergência da nave espacial com seres vivos – mesmo humanos – a bordo.

Sam, a viagem do macaco, foi seguida de uma repetição dos voos Little Joe 1 e 1A, não totalmente bem sucedidos, com a pequena reviravolta de que a nave estava novamente a transportar “alguém”, Miss Sam, uma pequena macaca fêmea de cobre. A 21 de Janeiro de 1960, outro foguetão Little Joe foi lançado da Ilha Wallop, e desta vez finalmente teve o desempenho esperado. O foguete caiu a menos de 15 quilómetros da sua altitude planeada e atingiu uma velocidade de mais de 3.200 km

A única verdadeira novidade do voo foi um exercício de salvamento, com engenheiros a simularem uma emergência em Little Joe”s burn-out altitude e o foguetão de salvamento a ter de ser lançado. A operação decorreu sem qualquer problema, com mais 75 m

Em Fevereiro de 1960, numa reunião em Los Angeles, a NASA decidiu (com base nos testes de Little Joe e Big Joe) sobre a configuração final da nave espacial Mercury, o foguete Atlas, o foguete de salvamento, e planeou implementá-lo com a configuração final. A finalidade – e talvez a presença de hardware de trabalho – era também evidente no facto de que o voo não se destinava a ser lançado como Big Joe, mas como o Mercúrio-Atlas-1 final. Para o voo, tomaram a cápsula espacial nº 4 de fábrica da McDonnell e instalaram equipamento e instrumentação adicionais. A nave espacial era mais uma oficina de medição na sua construção final do que um veículo espacial funcional, dados os sistemas em falta (suporte de vida, banco piloto, painel de instrumentos, propulsores de direcção, etc.) que ainda não tinham sido instalados.

Parâmetros a serem testados antes do voo

Em 24 de Julho, os parâmetros a serem alcançados pela nave espacial (5700 m

Um minuto após o lançamento, todo o contacto com o foguetão foi perdido. Um segundo antes da transmissão ser interrompida, foi recebido um sinal via telemetria de que a diferença de pressão entre o tanque de combustível e os tanques de oxigénio líquido tinha subitamente cessado. Como não havia controlo visual através da nuvem, não foi possível saber se este sinal era a causa dos problemas ou o resultado final dos problemas em que os tanques foram destruídos, mas ficou claro pelos sinais que o foguetão e a nave espacial tinham sido destruídos. As causas foram difíceis de descobrir, embora as equipas de salvamento tenham conseguido encontrar no mar o foguetão acidentado e a cápsula espacial de Mercúrio. A causa do fracasso não pôde ser determinada, mas a NASA decidiu repetir o voo, apenas para carregar a nave espacial com instrumentos para o próximo teste.

A concepção da experiência Little Joe 5 começou cerca de um ano antes do lançamento previsto, e a ideia original era lançar a primeira cápsula espacial operacional Mercúrio ou foguetão de resgate incorporando um “pacote” especial contendo um chimpanzé de tamanho médio para testar o comportamento da nave espacial e do seu ocupante no máximo Q. Contudo, atrasos na aterragem da cápsula espacial, problemas com o chamado “anel agrafado” que liga a nave espacial e o foguetão, e a pirotecnia de separação nela incorporada, atrasaram os preparativos, pelo que Robert Gilruth decidiu (com o acordo dos engenheiros do STG) retirar o voo do chimpanzé dos objectivos de planeamento, para que a tripulação pudesse concentrar-se mais em questões técnicas. Mais tarde, surgiram outros problemas com a instalação dos tanques de hélio e de peróxido de hidrogénio, causando mais atrasos. Houve também problemas de peso adicionais com o equipamento de voo, o que levantou a possibilidade de uma aterragem indesejada em África.

O lançamento estava finalmente agendado para 8 de Novembro de 1960. Nesse dia, a experiência terminou em completo fracasso. O foguete descolou da Ilha Wallop às 10:18 horas locais (15:18 UTC) e foi destruído após apenas 16 segundos de voo. O foguete de salvamento foi então disparado com antecedência, enquanto o veículo de lançamento ainda acelerava a nave espacial, mas todos os componentes permaneceram num estado acoplado, desviaram-se da rota e chocaram contra o mar. A cápsula subiu para uma altitude de apenas 16,2 km e caiu no mar a 20,9 km da plataforma de lançamento, muito abaixo do alcance do alvo. As equipas de salvamento recuperaram mais tarde alguns dos destroços do mar para uma análise mais aprofundada.

Na segunda metade de 1960, a ideia foi lançada dentro da NASA – em parte por medo de os soviéticos se adiantarem e em parte para poupar custos – para dividir as experiências e, além do voo orbital com o foguete Atlas, para realizar o chamado salto espacial (voo em órbita balística) com um foguete de menor potência, que seria um voo espacial apenas na medida em que atravessaria a linha de Kármán. O foguete Redstone foi escolhido e a nave espacial Mercúrio foi construída em cima dele para testar o salto espacial.

Para testar o novo perfil de voo, os engenheiros planearam pilotar uma cápsula espacial de Mercúrio em escala real (exemplo de fábrica número 2) com um lançador Redstone (marcado MR-1) e uma torre de fuga em escala real. O plano era utilizar esta combinação de equipamento para testar o sistema automático de orientação e aterragem da nave espacial, bem como a infra-estrutura de lançamento no solo, salvamento e rastreio. Além disso, também queriam testar o funcionamento do sistema de detecção de abortos (o sistema foi criado para detectar e reportar uma situação de aborto ao sistema de controlo, mas não para desencadear um aborto em si).

O lançamento estava inicialmente previsto para 7 de Novembro de 1960, mas foi detectada uma falha no sistema de hélio (a pressão caiu inesperadamente para um quarto do seu valor normal), pelo que o lançamento teve de ser adiado, a nave e o escudo térmico desmontados de Redstone, a falha rectificada (através da substituição dos tanques e da renovação da cablagem) e a montagem remontada. O novo lançamento estava agendado para 21 de Novembro de 1960. Esta foi a primeira vez que o centro de controlo de Mercúrio foi utilizado para guiar o voo.

O lançamento teve lugar às 9:00 horas locais (14:00 UTC) a partir da plataforma de lançamento LC-5. Os controladores surpreendidos viram através do periscópio do novo centro de controlo que o foguetão rugiu, depois de repente o rugido parou, o foguetão soltou-se, depois assentou no seu avião de cauda e o silêncio assentou na rampa de lançamento. Imediatamente a seguir, o foguete de resgate arranca e voa para longe, mas deixa a cápsula espacial no topo do foguete. Três segundos após o foguete de fuga voar para longe, o pára-quedas da cápsula desdobra-se e cobre a cápsula, metade do seu lançamento. A situação tornou-se bastante perigosa devido ao mau funcionamento do sistema: o foguete totalmente carregado estava de pé na plataforma de lançamento sem qualquer segurança, confiando unicamente na gravidade, com o pára-quedas pendurado sobre o lado de todo o conjunto, ameaçando ser derrubado por uma pequena rajada de vento.

A falha acabou por cair em relatórios como o “voo de quatro polegadas” (outros resumiram o evento como “tudo o que disparámos foi o míssil de resgate”). Primeiro, o comando escolheu entre várias opções para esperar até que as baterias necessárias para alimentar os sistemas do míssil se esgotassem de modo a que o oxigénio líquido pudesse ferver lentamente e o míssil explosivo pudesse ser abordado. A resolução de problemas que começou logo revelou a causa do problema: durante o lançamento, diferentes conectores de cabo foram desligados do foguete em diferentes sequências, e um cabo errado (um cabo mais curto de um tipo diferente de Redstone) foi puxado para fora do foguete na ordem errada, pelo que o motor detectou isto como um comando de desligamento e parou o processo de lançamento muito antes de este estar completo. Uma vez identificada a falha, foi decidido repetir o teste.

Menos de um mês após a tentativa falhada, a NASA estava pronta para fazer outro salto espacial. O voo Mercúrio-Redstone-1A foi uma repetição completa da tentativa falhada de 19 de Novembro. A nave espacial era a mesma (número de fábrica Nr.2) que a que tinha sido desmontada do MR-1, e o foguete utilizado para a montagem era o MRLV-3. O objectivo do voo permaneceu o mesmo: verificar a operacionalidade do sistema automático de orientação e aterragem e do sistema de aborto de voo utilizando a cápsula espacial operacional, o foguete e a torre de fuga.

O lançamento teve lugar a 19 de Dezembro de 1960, quando o foguete Redstone descolou da plataforma de lançamento do Cabo Canaveral LC-5 às 11:15 (16:15 UTC). O motor funcionou durante 143 segundos, e a nave espacial foi finalmente lançada a uma altitude de 210 quilómetros (210 milhas) e aterrou no Oceano Atlântico a 378 quilómetros (378 milhas) do local de lançamento. A velocidade máxima de fim de voo foi de 7900 km

Após o sucesso da missão Mercúrio-Redstone-1A, a NASA avançou imediatamente para os voos espaciais do foguete Redstone, uma vez que esta era a forma mais rápida de os Estados Unidos baterem os soviéticos ao murro. O passo seguinte foi fazer um salto espacial completo com uma nave espacial totalmente equipada, mas primeiro com um macaco a bordo, uma espécie de ensaio geral antes de voar um homem para que os efeitos sobre os organismos vivos pudessem ser estudados. Os objectivos de Mercúrio-Redstone-2 foram definidos em conformidade. No entanto, em vez dos macacos rhesus já utilizados nas experiências do Little Joe, foi escolhido para o voo um chimpanzé, um primata com um físico mais humano. Na Base da Força Aérea Holloman, já tinha sido estabelecida uma colónia de 40 macacos para as experiências, e um foi escolhido para o voo. O macaco escolhido nasceu nos Camarões em 1956 e foi transferido para a América em 1959, e para a experiência o Chang original (o “número de inventário” foi alterado de 65 para Ham. Ham não tinha o significado original inglês de ”ham”, mas era um acrónimo composto pelas iniciais do Holloman Aerospace Medical Center, que dirigiu a experiência. O que era novo para o Presunto, em comparação com o voo anterior, era a necessidade de conceber testes para testar não só funções vitais mas também a resposta do organismo à ausência de peso e os efeitos dos voos espaciais. O mais importante destes testes era sujeitar o animal a diferentes sons e

Vinte veterinários e tratadores, com seis dos melhores animais seleccionados na Base Holloman, foram transferidos para o Cabo Canaveral a 2 de Janeiro de 1961, onde lhes foi atribuída uma ala separada. O novo local começou um período de aclimatação, uma vez que os macacos foram movidos da elevação de Holloman de cerca de 1500 metros acima do nível do mar para o nível do mar, de modo que os valores de saúde medidos pelos macacos mudaram por razões objectivas. Os animais foram então divididos em dois grupos separados onde os membros dos dois grupos não puderam entrar em contacto, impedindo assim que uma possível doença infecciosa se propagasse por todos os candidatos ao mesmo tempo. Durante o período que antecedeu o lançamento, os chimpanzés praticaram diariamente as tarefas que tinham aprendido na Holloman, só que desta vez os sinais de luz e som e os braços de resposta foram incorporados numa maquete de cabina de Mercúrio em tamanho real para permitir que os animais se habituassem ao novo ”ambiente de trabalho”. Ao chimpanzé designado para o voo foi também atribuído um apoio, uma fêmea chamada Minnie. Para os dois espécimes seleccionados, o processo de lançamento começou 19 horas antes do lançamento previsto, quando foram equipados com biosensores para medir os seus sinais vitais e alimentados com uma dieta alimentar. Sete horas e meia antes do início, foi realizado um último controlo médico. Quatro horas antes da descolagem, os dois animais foram colocados em bancos pressurizados especialmente concebidos para o voo e levados para a plataforma de lançamento.

O lançamento Mercury-Redstone-2 teve lugar a 31 de Janeiro de 1961 às 11:55 (16:55 UTC), após uma série de atrasos no lançamento devido a problemas (o elevador da rampa de lançamento encravou, demasiadas pessoas estavam desnecessariamente presentes no ambiente da rampa de lançamento, um sistema demorou mais 20 minutos a assentar, e a cobertura de um dos conectores do foguetão ficou presa). A viagem do chimpanzé estava longe de estar livre de problemas. Um minuto após o lançamento, os dados de telemetria detectaram um desvio de 1 grau na trajectória, e o desvio aumentou. A aceleração durou 137 segundos, altura em que o motor do foguetão se desligou automaticamente conforme programado. O foguete de salvamento detectou o desligamento do motor como uma falha, mas em vez de se desligar, disparou e continuou a levantar a cápsula. A falha do foguete de fuga provocou o excesso de velocidade da nave espacial, excedendo a sua velocidade planeada de cerca de 7081 km

Apesar das dificuldades, o macaco fez um excelente trabalho. Tal como no exercício no solo, teve de puxar alavancas em várias tacas e só falhou duas vezes em 50 (mais uma vez, castigado por um pequeno choque eléctrico). Ao aterrar, tornou-se evidente mais um problema a controlar. A falha ocorreu durante a separação do foguetão e o falso lançamento do foguetão de salvamento, os foguetões de travagem utilizados para a trajectória final de aterragem (que foram agrupados num “pacote” e amarrados ao fundo da cabina para fácil descolamento no final da travagem) foram descolados prematuramente. Por conseguinte, a manobra de travagem não teve lugar no topo da trajectória. A cápsula regressou então à atmosfera e, devido às múltiplas mudanças de trajectória, o Presunto foi sujeito a 14,7 G em desaceleração máxima. Os problemas não deixaram a nave espacial na descida. Presunto salpicado no Oceano Atlântico após um voo de 16 minutos e 39 segundos, a 679 quilómetros do local de lançamento e a 90 quilómetros do navio de espera mais próximo, o contratorpedeiro USS Ellison. Durante o desembarque, a cabine foi danificada, o escudo térmico foi arrancado e houve uma fuga, pelo que a água começou a verter para a cabine, ameaçando afundá-la. Um avião de busca e salvamento P2V enviado para monitorizar a aterragem e para localizar a localização da cabine na água descobriu a cabine de Mercúrio atirada de cabeça para baixo na água 27 minutos após a aterragem. O comando ordenou então à Marinha que encomendasse helicópteros para um resgate antecipado, já que a recuperação do barco teria demorado pelo menos 2 horas. O transportador de helicópteros mais próximo, o USS Donner, enviou um helicóptero de busca e salvamento, que acabou por recuperar a cápsula espacial afundada. Os pilotos estimam que cerca de 360 litros de água se tinham acumulado dentro da cabine quando esta foi recuperada. Para além dos danos na parede da cabine, a água também entrou na cabine através de uma válvula (a mesma válvula através da qual o ar escapou durante a fase inicial do voo e permaneceu aberto). Após a extracção, o helicóptero transportou a cabine para o USS Donner e a porta foi aberta a bordo. Os fuzileiros encontraram o Ham amarrado ao seu assento, são e salvo. Ao animal, que estava em bom estado, foi dada uma maçã e uma laranja da cozinha, que ele tinha consumido com prazer.

A missão de Ham não foi um sucesso claro, pelo que foi necessário fazer alterações ao foguete e testar a sua funcionalidade noutro voo de teste antes de um voo espacial tripulado.

Entretanto, estavam também a ser feitos progressos no outro ramo da experiência, o voo orbital. A chave era fazer com que o foguete Atlas fosse qualificado espacialmente para o programa Mercúrio, que tinha falhado espectacularmente com Mercúrio-Atlas-1. Durante a investigação do acidente, a suspeita centrou-se na concepção do foguetão como uma possível fonte de falha. O Atlas era um chamado foguete de querosene oxigenado (ou seja, utilizando querosene RP-1 como combustível e oxigénio liquefeito como oxidante), que teve o seu primeiro lançamento bem sucedido a 17 de Dezembro de 1957 como míssil balístico militar. A filosofia de concepção da estrutura era bastante singular, os engenheiros utilizaram o chamado método “balão de gás”: os tanques da nave espacial eram feitos de aço inoxidável mais fino que o papel e eram enchidos à velocidade da sua evacuação com gás hélio a uma pressão de 170-413 kPA, o que proporcionava resistência estrutural a todo o foguetão. De acordo com os testadores, o foguete explodiu ou desfez-se devido à insuficiente resistência estrutural, pelo que ao foguete seguinte Atlas foi dada uma correia de aço (conhecida como um travão de ligação ou correia em calão de astronauta) como reforço para compensar a fraqueza estrutural da versão “de paredes finas”. A correia foi testada pela primeira vez num laboratório e num túnel de vento e considerada adequada, mas houve um longo debate entre o Grupo de Tarefa Espacial, a Força Aérea e a Convair sobre se era uma solução adequada. No final, a opinião maioritária da STG e da Convair recomendou a James Webb, o novo chefe da NASA, que autorizasse o voo (Webb, como líder de alguns dias, assumiu o risco de ir contra a Força Aérea, que tinha mais experiência na operação do foguetão e se opunha à experiência, e de trazer todas as consequências de um fracasso para si próprio e para a NASA).

Estranhamente, porém, os engenheiros não especificaram um teste orbital, mas apenas um suborbital, como medida de precaução, o foguete deveria essencialmente apenas acelerar a cápsula de Mercúrio para um salto espacial automático. A decisão de Webb foi tomada e o foguete, o foguete tripulado e o foguete de salvamento foram rapidamente montados e postos para lançamento. Em 21 de Fevereiro de 1961, às 9:28 (14:28 UTC), a nave espacial foi lançada sem problemas, monitorizada por controladores do centro de controlo local. Várias pessoas mal ousaram respirar no lançamento, e foram ouvidos suspiros audíveis de alívio quando, após 1 minuto de voo, o foguete e a nave espacial passaram a zona Q máxima e continuaram a acelerar como planeado. A telemetria indicava sequencialmente o encerramento do veículo de lançamento, a separação da nave espacial do foguetão, a separação da torre de fuga, o capotamento da nave espacial para a ignição de travagem, a manobra de travagem ocorreu, e finalmente a separação do pacote de travagem. O contacto via rádio perdeu-se neste ponto devido à distância, mas logo o USS Greene de saída informou que estava a captar sinais da cápsula de retorno e do foguetão, e que estava a monitorizar visualmente a reentrada. Na área de aterragem (uma elipse de 20×40 milhas de diâmetro com erros), o USS Donner aguardava a chegada da nave espacial. O contratorpedeiro avistou a nave espacial, e os helicópteros de resgate despachados levantaram Mercúrio a bordo em 24 minutos. A tentativa foi um sucesso completo.

Os engenheiros consideraram vital testar o comportamento do sistema da nave espacial na gama de pressão dinâmica máxima (Q máximo), e esperavam fazer progressos nesta área repetindo o voo falhado do Little Joe 5 (apesar de já estarem disponíveis dados dos testes Mercúrio-Atlas). É por isso que uma repetição de LJ-5 foi visada, especialmente à luz do facto de a tentativa da esquerda ter falhado em identificar claramente a causa do fracasso.

A 18 de Março de 1961, às 11:49 (16:49 UTC), o Little Joe 5 foi lançado da Ilha Wallop, mas desta vez tudo não funcionou bem. Apenas 20 segundos após o lançamento e 14 segundos antes do tempo limite, o foguete de fuga foi novamente activado, a nave separou-se do foguete e quase o atingiu, descendo depois para o oceano no pára-quedas. A cápsula aterrou finalmente a 28 quilómetros do ponto de aterragem designado com um pára-quedas ligeiramente danificado. De acordo com a análise pós-voo, a pressão dinâmica (arrastamento) exerceu uma força de deformação estrutural tal na estrutura da nave espacial que a torção da fuselagem e da fuselagem para trás e para a frente acabou por danificar a electrónica, o que deu um falso comando de aborto. A experiência foi novamente mal sucedida, ou pelo menos parcialmente bem sucedida.

O lançamento deu também à tripulação de terra a oportunidade de praticar em condições reais, que mais tarde encontrariam com veículos de lançamento espacial humano. No dia do lançamento, um veículo blindado M113 foi estacionado a 300 metros do local de lançamento, no qual a tripulação – incluindo o “mestre do fogo” que supervisionou o lançamento – tomou os seus lugares e esperou que o panfleto ósseo fizesse o seu trabalho com o ruído do lançamento. Outro veículo – um camião vazio revestido de amianto – foi estacionado a 20 metros do deflector de gás do foguetão, simulando a posição da torre de fuga móvel. Durante os preparativos de lançamento, houve um pequeno problema com a subida da temperatura do combustível até quase ao ponto de ebulição e algum derrame de líquido do foguetão. O processo de reabastecimento era controlado por um computador, que tinha de ser ajustado para resolver o problema.

A 24 de Março de 1961, às 12h30, hora local (17h30 UTC), foi lançado o foguetão. O foguete descolou como planeado, embora a velocidade de fim de linha fosse de 26,7 m

Após o primeiro teste de mísseis Atlas bem sucedido, iniciaram-se os preparativos para o próximo teste. É agora certo que o foguete de produção D-100 melhorado será utilizado para este teste – com a cabine de Mercúrio número 8. A melhoria consistiu em substituir a parede lateral do foguete por um material mais espesso, que prometia uma maior estabilidade estrutural, para evitar a queda do Mercúrio-Atlas-1 por esta razão. O plano original era que o Atlas tomasse a cápsula de Mercúrio num voo balístico de longa trajectória sobre o Atlântico (2.000-2.500 km em vez dos 400-500 km do salto espacial Mercúrio-Redstone), mas após o voo de Gagarin, o plano de voo foi completamente reescrito e foi agora planeado um voo orbital de uma só volta. Além disso, uma nave espacial robótica foi equipada com um “robô” que, além de receber vários instrumentos, foi capaz de imitar a respiração através de um sistema especial de bomba para medir as cargas durante o voo, testando assim o sistema de suporte de vida. Segundo o Plano B, se o foguete Atlas não tivesse atingido a velocidade necessária, o voo poderia ter sido interrompido em qualquer lugar sobre o Atlântico e transformado numa missão pelo menos tão próxima como originalmente planeado para o voo suborbital.

Mercúrio-Atlas-3 foi lançado a 25 de Abril de 1961 às 11.15 horas locais (15:15 UTC) sem grandes atrasos, mas devido a uma falha do sistema de controlo – a nave espacial voou a direito e não se fixou na sua órbita – teve de ser autodestruída no 43º segundo do voo. A única unidade a funcionar era o foguete de fuga, que separava automaticamente Mercúrio antes da explosão do Atlas, para que mais tarde pudesse descer ao oceano. Parte dos destroços do Atlas, incluindo o seu sistema de orientação, foi encontrada dois meses depois no local da queda, profundamente incrustada na lama, permitindo que a causa da falha fosse identificada.

Na Ilha Wallop, estavam em curso os preparativos para o sétimo lançamento de Little Joe, pois foi considerado absolutamente necessário realizar os testes falhados do LJ-5 e LJ-5A. Para este fim, utilizaram a cabine de Mercúrio número 14, que desta vez foi carregada com ainda mais instrumentos. O plano original era que o foguete subisse uma trajectória íngreme até aos 15 000 metros, onde se pudesse destacar da nave espacial, a torre de fuga se pudesse destacar, o pára-quedas se pudesse ejectar da caixa do pára-quedas e a aterragem pudesse começar. A força Q máxima de cerca de 5000 kg

A 28 de Abril de 1961, às 9:03 (14:03 UTC), teve lugar a descolagem. Os observadores viram imediatamente que um dos motores Castor não tinha conseguido arrancar, tornando óbvio que a trajectória seria muito mais baixa. No final, o foguete levou a nave espacial a uma altitude de apenas 4500 metros, enquanto a força detectada durante o Q máximo era quase o dobro disso. O aborto planeado do voo ocorreu no 33º segundo. A nave espacial aterrou finalmente a 3,5 quilómetros do ponto de aterragem e foi levantada pelo helicóptero de resgate sem quaisquer problemas. Dada a estrutura, que pode transportar o dobro da carga, a experiência foi declarada um sucesso, apesar do facto de a trajectória ter sido completamente fora do comum.

O fracasso do Mercúrio-Atlas-3 reescreveu completamente os planos para o próximo voo. Os planos originais incluíam uma repetição do salto espacial anterior com um macaco a bordo, mas este foi mais tarde alterado para um astronauta robô em substituição do macaco e um voo com 3 órbitas da Terra, a ser realizado pela NASA em Abril de 1961. Depois, devido ao fracasso do MA-3 e depois de uma série de atrasos na produção do Atlas, a experiência foi adiada e o plano de voo foi alterado. Além disso, foi tomada uma decisão invulgar de utilizar a cabine 9 de Mercúrio para o voo: a cabine 8 da MA-3, que tinha caído no mar, foi pescada fora do mar, foram feitas as reparações e substituições necessárias e foi construída em cima do foguete Atlas. Posteriormente, foram encontrados transístores defeituosos na fábrica e suspeitou-se que pudessem ter sido utilizados no Atlas e mesmo na nave espacial, pelo que a montagem já montada foi devolvida ao hangar e desmontada novamente. A NASA ordenou então uma inspecção tão completa quanto possível, uma vez que os EUA dificilmente poderiam dar-se ao luxo de chegar atrasados à corrida espacial – especialmente depois dos feitos de Gagarin e Tyitov – e muito menos de falhar. A data de lançamento foi também adiada durante muito tempo por inspecções, enquanto a época dos furacões foi atingida, e os preparativos tiveram de ser interrompidos duas vezes por causa dos furacões.

Os novos planos apelavam para que Mercúrio-Atlas-4 voasse orbital, não suborbital, mas orbital, com apenas 1 órbita à volta da Terra. Durante este tempo, o comportamento do foguete e da nave espacial pôde ser observado durante todo o processo de lançamento (e do foguete durante mais três dias até que a desaceleração natural o trouxesse de volta para a atmosfera). No essencial, tudo (aceleração, separação de foguetes, travagem, reentrada) era muito semelhante aos saltos espaciais, mas numa escala maior, com uma carga mais elevada na estrutura, um escudo térmico mais alto e uma área maior a ser coberta pelas equipas de busca e salvamento destacadas para o mar.

Finalmente, a 13 de Setembro de 1961, a quarta nave espacial Mercúrio-Atlas foi lançada e fez uma órbita bem sucedida à volta da Terra. A maior questão após o lançamento foi se o reforço estrutural fornecido pela parede lateral espessada seria suficiente para o foguete. Embora os instrumentos tenham medido vibrações fortes nos primeiros segundos, o foguete suportou bem tanto esta carga como a subsequente vibração dinâmica máxima (a carga de vibração máxima, chamada max Q, que varia com a densidade e velocidade do ar). A nave espacial teve um desempenho inferior ou superior em alguns parâmetros de voo e acabou por se instalar numa órbita ligeiramente diferente mas satisfatória à volta da Terra. Durante a órbita, a única anomalia observada foi no sistema de fornecimento de oxigénio, que depois ficou sem o gás necessário para sustentar o astronauta (aparentemente devido a uma pequena fuga na ausência de um utilizador) muito mais rápido do que o planeado. Os outros sistemas funcionaram de forma satisfatória. No final da órbita única, na área do Havai, o sistema de controlo desacelerou a nave espacial com foguetes de desaceleração e a cápsula começou a sua reentrada na atmosfera. Após um voo de 1 hora 49 minutos 20 segundos, aterrou a 176 quilómetros das Bermudas, onde foi levada a bordo pelo contratorpedeiro USS Decatur. O voo foi bem sucedido, com análises subsequentes que julgaram todas as operações satisfatórias.

Mercúrio-Scout-1 foi uma experiência separada da NASA, não para avaliar as capacidades e adequação do hardware Mercúrio, mas para testar a rede de localização de rádio terrestre para voos posteriores. Na altura do programa Mercúrio, os satélites de comunicação geoestacionários ainda não existiam, pelo que as comunicações rádio com as naves espaciais terrestres ou de órbita eram tratadas por estações de rádio terrestres e navios que patrulhavam os mares ao longo do caminho esperado de uma nave espacial tripulada posterior. O princípio era que quando a nave espacial chegava a poucas centenas de quilómetros de uma estação receptora, o contacto era estabelecido por ondas curtas (RH), ondas ultra-curtas (URH) ou bandas de rádio de ultra-alta frequência (UHF), e sinais de radar de banda C e S. Fora do alcance das estações receptoras terrestres, a nave voou sem contacto com o solo. As próprias estações foram ligadas ao centro de controlo da NASA por terra, cabos submarinos e ligações de rádio de ondas longas.

O plano era utilizar um foguete Scout modificado para lançar um satélite de comunicações em miniatura que simulasse a nave espacial Mercury. O satélite MS-1 de 67,5 kg tinha a forma de uma caixa quadrada contendo duas unidades receptoras de comando, dois mini faróis de posicionamento, dois faróis de telemetria, transpondedores de radar de banda S e C e antenas; os instrumentos eram alimentados por uma bateria de 1500 watts-hora. A primeira tentativa de lançar Mercúrio-Scout-1 foi feita a 31 de Outubro de 1961, mas o motor do foguetão não conseguiu arrancar. A tripulação verificou a cablagem de ignição e marcou um novo lançamento para o dia seguinte. A 1 de Novembro de 1961, às 10:32 UTC (15:32), o veículo de ensaio foi lançado, mas no 28º segundo de voo, a primeira fase do foguete começou a desintegrar-se, e no 43º segundo, o controlo emitiu o comando de autodestruição. A falha foi atribuída à inépcia de um técnico que tinha instalado um dos feixes de cabos do sistema de controlo da forma errada. A NASA cancelou mais tarde os testes Mercury-Scout, uma vez que outros voos experimentais já tinham conseguido orbitar a Terra e testar o sistema de rastreio.

Devido à falta de fiabilidade do foguete Atlas – e apesar do atraso no tempo – a direcção da NASA decidiu que antes de lançar uma nave espacial com um astronauta a bordo, seguiriam o mesmo calendário que para os saltos espaciais, e testariam primeiro um chimpanzé. Para tal, prepararam um foguete Atlas (Atlas 93-D) e uma nave espacial Mercúrio (N.º 9) para o voo, e destacaram uma equipa de cinco macacos e os seus treinadores, veterinários, desde a Base da Força Aérea Holloman até ao Cabo Canaveral. Os macacos foram submetidos a um chamado ciclo de quatro problemas, que simulava o trabalho no espaço e que mais tarde teriam de realizar num voo espacial. Nele, os macacos tinham de puxar duas alavancas com a pata esquerda ou direita em resposta a diferentes sinais luminosos, com um choque eléctrico fraco para uma resposta errada. Depois, após uma luz verde, uma alavanca teve de ser puxada após um atraso de 20 segundos, após o qual foi dada água ao macaco (não foi dado nenhum choque se o timing estava errado, mas teve de ser repetido até o timing estar correcto). Em terceiro lugar, uma alavanca teve de ser puxada exactamente 50 vezes, após o que foi dado ao macaco um pedaço de banana. Finalmente, no quarto teste, o visor piscava triângulos, quadrados e círculos (três em fila, dois idênticos e um diferente), e o sujeito tinha de seleccionar o símbolo que não cabia na fila, mais uma vez, claro, castigado por choque eléctrico por o ter enganado. Do grupo de cinco macacos, os médicos finalmente seleccionaram Enos, o chimpanzé macho (Enos significa “homem” em hebraico e grego, antes de o chimpanzé ser conhecido apenas pelo seu número de registo, 81).

Mercúrio-Atlas-5 levantou voo a 29 de Novembro de 1961 e orbitou a Terra normalmente, com apenas pequenos erros de sensor que não afectaram significativamente o voo. Enos continuou os exercícios, uma vez que tinha sido treinado para os quatro ciclos problemáticos acima referidos. Na segunda órbita, no entanto, começou a ocorrer uma série de problemas. O mais problemático foi que o macaco começou a ser electrocutado mesmo quando respondeu correctamente, pelo que o teste começou a dar resultados falsos, e quando o macaco arrancou os sensores que mediam os sinais vitais com raiva, a recolha de dados médicos parou. No entanto, um problema mais grave foi a falha de um dos jactos de direcção. Um pedaço de estilhaço metálico na linha de combustível provocou o mau funcionamento do bocal, fazendo com que a posição espacial da nave se desviasse da posição correcta. O sistema automático corrigiu isto de tempos a tempos com os outros jactos, mas isto resultou na utilização de mais combustível do que o esperado. A falha ameaçava que no fim da terceira órbita planeada, o propulsor que alimentava os propulsores se esgotaria e a nave espacial não poderia ser posicionada adequadamente para a travagem e, por conseguinte, não poderia ser tirada de órbita dentro do prazo previsto. Chris Kraft, o director de voo, decidiu por isso, no final da segunda órbita, encurtar o voo e derrubar o Enos. A aterragem foi um sucesso perfeito, com Mercúrio a aterrar no Oceano Atlântico após duas órbitas e 3 horas 20 minutos 59 segundos de voo ao largo da ilha das Bermudas. As avaliações pós-vôo consideraram o voo um sucesso, abrindo o caminho para o voo orbital humano.

Voos humanos

Após voos preparatórios não tripulados, Mercúrio-Redstone-3 tornou-se a primeira tentativa da NASA de lançar um astronauta americano no espaço. O programa tinha anteriormente ramificado em saltos espaciais orbitais e suborbitais, nas notícias das experiências espaciais avançadas e bem sucedidas dos soviéticos, e o primeiro voo com um humano na nave espacial foi planeado como um salto espacial. As ambições americanas eram que o primeiro astronauta americano fosse o primeiro homem no espaço, mas os engenheiros soviéticos venceram a NASA e lançaram o Vostok-1 com Yuri Gagarin a bordo a 12 de Abril de 1961, e os Estados Unidos perderam este capítulo da corrida espacial. O voo soviético apenas aumentou a pressão sobre a NASA, com John F. Kennedy a instar os EUA a colocar um vaivém espacial no espaço o mais rapidamente possível como resposta.

O voo teve lugar a 5 de Maio de 1961. A missão da Shepard foi um voo de cerca de 15 minutos, durante o qual teve de atravessar a chamada Linha Carmine, o limite teórico do espaço a uma altitude de 100 quilómetros, enquanto monitorizava os sistemas das naves espaciais e reportava os seus parâmetros operacionais. Também teve de monitorizar as reacções do seu próprio corpo para provar que o voo não iria colocar uma tensão insuportável sobre o corpo humano. De acordo com o plano de voo, o lançamento estava programado para cerca das 7:00 da manhã, mas foi adiado por horas devido a repetidos atrasos no lançamento. Este é um dos erros de concepção mais estranhos da história dos voos espaciais. Durante os preparativos de lançamento, que acabaram por ser prolongados por quase 3 horas, o astronauta teve vontade de urinar, o que foi seguido de uma longa discussão dentro da sala de controlo sobre como lidar com o assunto (uma vez que não foi concebido nenhum sistema de recolha de urina no fato espacial). No final, como a coisa menos má, controlar ”permitiu” que o astronauta urinasse.

Finalmente, a nave espacial de sinais de rádio Freedom 7 foi lançada com sucesso do Cabo Canaveral LC-5. O foguete Redstone colocou a nave espacial Mercúrio numa órbita parabólica com uma altitude máxima de 187 quilómetros, fazendo da Shepard a primeira americana a entrar no espaço. O voo durou 14 minutos 49,41 segundos, enquanto a Shepard relatou as características operacionais da nave espacial, observando a superfície da Terra. A única avaria menor ocorreu na aterragem: enquanto o foguetão utilizado para a travagem se separou correctamente, a luz indicadora da cabina indicava o contrário. A nave espacial aterrou com sucesso no Oceano Atlântico a nordeste das Bahamas e foi levada a bordo pelo porta-aviões USS Lake Champlain.

Após o sucesso do voo, o Presidente John F. Kennedy teve o ponto de referência certo para expandir o programa espacial dos EUA, anunciando o programa Apollo, o que fez 20 dias mais tarde antes do Congresso dos EUA. Alan Shepard foi condecorado pelo Presidente da NASA com a Medalha de Serviço Distinguido pelas suas realizações, e as reportagens dos media fizeram dele um herói nacional.

Mercúrio-Redstone-4 tornou-se o segundo voo espacial da NASA a colocar um homem no espaço. O principal objectivo do voo era repetir a viagem de Alan Shepard em seis semanas, para demonstrar a sua capacidade confiante. A nave espacial foi modificada de várias maneiras, duas das mais importantes das quais foram a instalação de uma porta de cabine desmontável e uma grande janela. A porta podia acelerar o salvamento de emergência enquanto era mais leve do que a alternativa (um mecanismo de fecho mais complexo), e a janela era tanto uma mudança de filosofia de design como um ponto de observação prática. Anteriormente, o astronauta tinha sido visto pelos engenheiros como um passageiro e não como o condutor da nave espacial, com pouca preocupação pela sua visão, mas a acção assertiva dos astronautas mudou esta percepção.

O astronauta Virgil “Gus” Grissom foi designado para o voo (o seu apoio foi John Glenn). O voo deveria ter descolado a 18 de Julho de 1961, mas o lançamento teve de ser adiado para o dia seguinte devido a condições meteorológicas adversas, e depois por mais dois dias devido às mesmas más condições um dia mais tarde. Finalmente, a 21 de Julho de 1961, as condições para o lançamento de Grissom estavam certas às 7:20:36 hora local (12:20:36 UTC). O sinal de chamada da nave espacial era Liberty Bell 7. A fase de aceleração durou 142 segundos, o tempo que o foguete Redstone levou para acelerar a nave espacial, que foi de 2 km

A cabine tinha estado deitada no fundo do oceano durante 38 anos, a uma profundidade de cerca de 4.500 metros, quando a companhia Oceaneering, liderada por Curt Newport, primeiro a procurou e depois a trouxe à superfície utilizando submersíveis robóticos de exploração em alto mar, como parte de uma expedição patrocinada pela rede de televisão Discovery Channel. Três tentativas anteriores da Oceaneering para localizar a cabine utilizando tecnologia desenvolvida para recuperar os destroços do vaivém espacial Challenger e dados da NASA falharam em 1987, 1992 e 1993. Newport convenceu mais tarde a empresa de televisão Discovery Channel a financiar uma expedição separada apenas para procurar e recuperar a nave espacial, e a expedição, que foi para o mar na segunda metade de Abril de 1999, descobriu os “destroços” relativamente intactos a 1 de Maio de 1999 e trouxe-os à superfície a 20 de Julho de 1999 (o 30º aniversário do desembarque da lua). A cápsula foi transportada para a Cosmosfera do Kansas e para o Centro Espacial para exibição.

Mercúrio-Atlas-6 foi o terceiro voo espacial humano no programa e o primeiro dos Estados Unidos a colocar uma nave espacial humana em órbita. O voo também ficou em terceiro lugar na história dos voos orbitais, tendo sido precedido apenas por Yuri Gagarin e Tyitov alemão. Para o público americano, este terceiro lugar foi também um revés, pois não conseguiu “compensar” a outra corrida espacial de Gagarin em primeiro lugar, e o voo de 17 orbitais de um dia de Tyitov demonstrou espectacularmente a extensão do fosso americano. Durante algum tempo, a única esperança que permaneceu aos olhos do público foi a ténue esperança de um voo em órbita em 1961, mas esta esperança foi frustrada à medida que os preparativos para o voo orbital continuaram a deslizar. A chave do voo, o novíssimo foguetão Atlas, o único nos EUA capaz de acelerar um objecto de 1,5-2 toneladas até à sua primeira velocidade cósmica, era altamente pouco fiável e os voos de teste foram atormentados por uma série de falhas que impediram a NASA de autorizar a primeira experiência humana viva. Numa série de voos de teste, Mercúrio-Atlas-1 explodiu no 58º segundo do voo, presumivelmente devido a uma fraqueza estrutural no foguetão, e Mercúrio-Atlas-2 compensou o fracasso com um voo bem sucedido. Subsequentemente, o foguetão Atlas, estruturalmente reforçado, falhou novamente em Mercúrio-Atlas-3, e teve de ser detonado remotamente devido a uma falha no seu sistema de orientação. O Mercúrio-Atlas-4 foi mais sortudo, e com a nave espacial robótica a bordo, a cápsula de Mercúrio completou uma órbita à volta da Terra.

A NASA decidiu que, devido à pouca fiabilidade, mais um voo de teste tinha de ser incluído no programa antes que um humano fosse autorizado a bordo: um macaco era utilizado para simular um voo humano. No modelo de Mercúrio-Redstone-2, quando o chimpanzé Ham voou e resolveu tarefas, um chimpanzé masculino chamado Enos foi treinado para uma tarefa relativamente complexa e lançado a 29 de Novembro de 1961 em Mercúrio-Atlas-5. O teste foi um sucesso, embora uma falha no sistema de direcção tenha significado que a nave teve de ser derrubada no fim da segunda órbita em vez de três. A direcção da NASA designou John Glenn como astronauta de apoio para os dois saltos espaciais (Scott Carpenter foi designado como o apoio para este voo). Glenn, exercendo a sua prerrogativa, escolheu o sinal de chamada Friendship 7, escolhendo assim o nome da nave espacial.

Após vários atrasos, o lançamento teve lugar a 20 de Fevereiro de 1962 às 9:47:39 (14:47:39 UTC), hora da Florida. Desta vez o Atlas funcionou perfeitamente e a nave espacial estava numa órbita elíptica de 159×265 km, quase exactamente como planeado. As tarefas de Glenn eram monitorizar instrumentos, observar a superfície da Terra, realizar vários movimentos corporais e exercícios de observação visual, e dirigir manualmente a nave espacial. Na primeira órbita, a nave espacial funcionou perfeitamente, mas no final da órbita surgiu um pequeno problema, um dos jactos do leme começou a funcionar mal, e Glenn teve de compensar manualmente de tempos a tempos. Além disso, na Austrália, a cidade de Perth foi observada e apareceram faíscas misteriosas (Glenn chamou-lhes “pirilampos”) à volta da nave espacial sobre o Oceano Pacífico (só muito mais tarde é que o fenómeno foi decifrado, que eram estilhaços de gelo formados pelo destacamento de lama congelada das paredes da nave espacial pela luz do sol, que brilhava brilhantemente na luz do sol como faíscas). No final da primeira órbita, um instrumento mostrou que o escudo térmico não estava numa posição fixa e poderia ter saído durante a travagem para a reentrada. A partir daí, o controlo funcionou para resolver o problema.

A segunda e terceira rondas foram semelhantes à primeira, com observações visuais e compensação manual do efeito de deflexão do bico defeituoso. No entanto, a contra-direcção contínua consumiu demasiado propulsor, e passado algum tempo a nave espacial foi deixada à deriva. No final da terceira órbita, era tempo de aterrar. O controlo instruiu o Glenn a não destacar o chamado pacote de aterragem (um pacote de foguete de travagem preso por tiras de couro ao escudo térmico), mas a deixá-lo no lugar até que o calor gerado pela reentrada se queimasse e o desprendesse, permitindo que o escudo térmico permanecesse preso o máximo de tempo possível uma vez que as forças aéreas o pudessem manter no lugar. A solução funcionou, Glenn demonstrou uma aterragem suave apesar das preocupações de que a nave espacial não conseguisse estabilizar na aterragem devido à exaustão prematura do propulsor e a Friendship 7 balançou muito para além da sua concepção. Finalmente, a nave aterrou no Oceano Atlântico perto das Ilhas Turcas e Caicos, a 64 quilómetros do ponto de aterragem planeado, após um voo de 4 horas 55 minutos 23 segundos. A nave espacial foi levada a bordo do destruidor USS Noa.

Após o voo, o Presidente John F. Kennedy atribuiu a Glenn a Medalha de Serviço Distinguido.

Mercúrio-Atlas-7 foi o quarto voo da NASA com um humano a bordo, e o segundo a pilotar a nave espacial em órbita terrestre, completando três órbitas. Com Vostok-1 e -2 e Mercúrio-Atlas-6, já tinha sido decidido que o capítulo da corrida espacial para enviar o primeiro astronauta para o espaço tinha sido decidido a favor da União Soviética, mas os EUA queriam continuar o programa, em parte para provar que o primeiro voo orbital americano não era um acaso e em parte para ganhar a experiência necessária para atingir o ponto mais alto de todos os tempos da Lua. Em todo o caso, o objectivo do voo foi alterado, na medida em que o astronauta tinha de realizar mais tarefas científicas durante as três órbitas, ao contrário das observações e tarefas de engenharia planeadas para Glenn. O recém-formado Comité Ad Hoc de Atribuições Científicas e Formação do Comité do Programa Homem no Espaço planeou cinco novas tarefas para o astronauta: libertar um balão colorido da nave espacial, que voou amarrado a Mercúrio durante o voo, observar o comportamento de um líquido numa garrafa selada em gravidade zero, utilizar um medidor de luz para observar um flash de luz na superfície da Terra, tirar fotografias meteorológicas com uma câmara manual e estudar o brilho da atmosfera. Para além das alterações às tarefas, a nave espacial também foi modificada: para poupar peso, alguns dispositivos que provaram ser de protecção excessiva desnecessária ou já não forneciam dados adicionais em comparação com voos anteriores foram removidos, e a cablagem do pacote de aterragem foi alterada para evitar a repetição do problema experimentado durante o Mercúrio-Atlas-6, onde se pensou durante todo o voo que o escudo térmico de Glenn poderia sair prematuramente e que a nave espacial iria arder durante a entrada atmosférica.

Uma complicação inesperada desdobrou-se em Março de 1962 sobre a pessoa do astronauta designado para o voo. O astronauta seguinte nomeado para o voo foi Deke Slayton, que foi publicamente nomeado por Robert Gilruth numa conferência de imprensa a 29 de Novembro de 1961. Antes, porém, Slayton tinha sido diagnosticada com uma condição cardíaca chamada fibrilação ventricular idiopática, que foi objecto de opinião médica dividida, mas no final de uma investigação em várias fases não foi considerada como uma barreira à actividade astronáutica. No início de 1962, contudo, o chefe da NASA James Webb ordenou uma nova investigação, que mais uma vez produziu opiniões médicas contraditórias, mas Webb aceitou a opinião de um painel de três homens dos melhores especialistas médicos dos EUA que consideraram inseguro lançar Slayton no espaço, e a decisão foi tomada em 15 de Março de 1962 para substituir o astronauta originalmente nomeado. Curiosamente, ele foi substituído não pela sua reserva oficialmente nomeada, Wally Schirra, mas pela antiga reserva de Glenn, Scott Carpenter.

A nave, chamada Aurora 7 pelo seu ocupante, foi lançada da plataforma de lançamento do Cabo Canaveral 14 em 24 de Maio de 1962 às 7.45:16 hora local (12.45:16 UTC). Carpinteiro completou três órbitas, realizando experiências previamente planeadas e testando um novo tipo de alimento de astronauta. Várias das experiências falharam (as nuvens impediram a observação dos foguetes de luz lançados da superfície, o balão na experiência do balão não insuflou correctamente e a sua corda ficou emaranhada na nave espacial) e a nova comida não testou bem, desmoronando-se, o que poderia ter sido uma fonte de problemas em gravidade zero. O carpinteiro também teve problemas no manuseamento da nave espacial. Em geral, o tempo atribuído às tarefas foi mais curto do que o necessário, o que levou a uma pressa por parte do astronauta, o que, por sua vez, levou a erros. Ele activou modos desnecessários no sistema de direcção e depois deixou os sistemas a funcionar em paralelo, consumindo combustível desnecessariamente. Como resultado, foi consumido muito mais combustível do que o planeado, o que comprometeu o controlo durante a reentrada.

O regresso tornou-se a parte mais problemática do voo. A preparação para a reentrada começou com a colocação correcta da nave espacial (o plano operacional exigia que o cockpit fosse colocado a 34 graus), mas Carpenter não o fez com precisão, pelo que os propulsores não colocaram Mercúrio no caminho parabólico desejado, Além disso, a observação de Carpenter do que ele pensava anteriormente serem partículas brilhantes misteriosas e a sua identificação como detritos congelados no lado da nave espacial fez com que ele atrasasse a ignição da ignição da travagem, o que desviou ainda mais a trajectória da trajectória planeada. A fase de travagem atmosférica foi realizada sem problemas, mas a aterragem estava longe do ponto planeado. Carpenter aterrou no Oceano Atlântico não muito longe das Ilhas Turcas e Caicos, mas a 405 quilómetros do ponto de desembarque previsto. O contacto via rádio com o astronauta foi perdido durante as fases finais da aterragem, e a imprensa que cobria a aterragem temia que o astronauta se tivesse perdido. Uma hora e 7 minutos após a aterragem, foi descoberto um mergulhador de rã e largado para Carpenter, que entretanto tinha saído da nave espacial numa pequena jangada salva-vidas. Um helicóptero chegou mais tarde ao local para o extrair e à nave espacial e colocou o astronauta a bordo da nave mãe USS Intrepid 4 horas e 15 minutos após a aterragem.

Após o voo, Carpenter recebeu a Medalha de Serviço Distinto da NASA, mas devido a erros descobertos durante a avaliação do voo, ele não foi subsequentemente nomeado para outro voo.

Mercúrio-Atlas-8 foi o quinto voo do programa Mercúrio com um astronauta a bordo. Foi também o terceiro voo a colocar com sucesso uma nave espacial em órbita à volta da Terra. O voo é também conhecido como Sigma 7, uma vez que o comandante da nave (exercendo a sua prerrogativa) escolheu este como o seu sinal de chamada de rádio. A nave espacial Mercury foi lançada da plataforma de lançamento do Cabo Canaveral 14 a 3 de Outubro de 1962 com o astronauta Wally Schirra, piloto de voo da Marinha e membro dos Sete Originais, a bordo.

O voo durou 9 horas 13 minutos 11 segundos, completando seis órbitas da Terra. Isto foi essencialmente o dobro do desempenho dos dois anteriores voos Mercúrio, embora o plano original fosse para sete órbitas, mas devido à quantidade finita de capacidade de salvamento disponível para ser utilizada no mar e à optimização resultante, o plano de voo final foi reduzido para seis órbitas. A nave espacial voou numa órbita elíptica de 285×153 quilómetros, completando cada órbita em 89 minutos.

Para Schirra, a NASA desenvolveu uma série de operações cujo principal objectivo era poupar o máximo possível de combustível para manobrar. Para este fim, a nave espacial derivou muito sem correcção (nas palavras de Schirra, “modo chimpanzé”) e, quando o astronauta controlava manualmente os propulsores, o principal objectivo era conseguir a máxima economia de operações. Durante a maior parte da viagem, o sistema de controlo automático da nave espacial foi testado. Entretanto, o astronauta realizou experiências de navegação baseadas nas posições das estrelas. Para além de alguns problemas iniciais com o controlo da temperatura do fato espacial da Schirra, as operações foram perfeitas, com a nave a consumir menos combustível para manobrar do que em qualquer voo anterior.

O voo foi concluído com uma primeira aterragem no Oceano Pacífico (perto da linha da data nas Ilhas Midway). A primeira missão espacial americana de longa duração foi também a primeira aterragem de Mercúrio a ser julgada impecável em todos os detalhes numa análise pós-desembarque. Após o desembarque, Schirra recebeu a Medalha de Serviço Distinguido do Presidente,

Mercúrio-Atlas-9 foi o último voo do programa Mercúrio a 15 de Maio de 1963. A NASA ultrapassou o limite de tempo de um dia pela primeira vez com um voo que acabou por durar 34 horas 19 minutos 49 segundos e orbitou a Terra 22 vezes. O passageiro a bordo da nave espacial Faith 7 foi Gordon Cooper – o último astronauta das Semanas Originais que ainda não tinha voado e estava livre de problemas de saúde – que tinha resolvido uma série de problemas e conseguido um voo modelo. A missão foi mais longa do que todos os anteriores voos Mercúrio combinados.

A nave teve de ser submetida a pequenas remodelações e modificações no fabricante McDonnell para cumprir os requisitos do tempo de voo prolongado. A NASA tinha inicialmente planeado um voo de 18 órbitas, mas seis meses antes do lançamento foi decidido enviar a nave espacial e o seu passageiro num voo de 22 órbitas. Gordon Cooper (e Alan Shepard como seu apoio) foi então designado para o voo. O lançamento teve finalmente lugar a 15 de Maio de 1962, após uma tentativa de lançamento adiada a 14 de Maio. A órbita foi perfeita, seguida pelo programa científico, a órbita de um nanomatélite, a observação de fontes de luz sobre o mesmo ou em vários pontos da Terra, medições de radiação, medições médicas e fotografias meteorológicas. Cooper foi também o primeiro americano a ser obrigado a dormir durante o voo, o que não correu bem devido à excitação de ser astronauta.

A parte mais complicada do voo ocorreu por volta da 19ª órbita, quando alguns dos sistemas das naves espaciais começaram a falhar. Como resultado, Cooper perdeu a capacidade de efectuar uma reentrada automática controlada e teve de efectuar ele próprio o desembarque utilizando controlo manual (o método manual era incomparavelmente menos preciso do que o automático, criando uma situação perigosa). Apesar disso, Cooper efectuou um desembarque perfeito no Oceano Pacífico em estreita proximidade com as equipas de salvamento enviadas para o recuperar.

A perda de prestígio do programa Mercúrio foi finalmente concluída, porque este voo representou o pico de desempenho do programa, enquanto a União Soviética já tinha lançado o Vostok-3 a 11 de Agosto de 1962 e o Vostok-4 um dia depois, que tinham completado 65 e 48 órbitas respectivamente num voo simultâneo, um desempenho muito inferior ao da nave espacial Mercúrio e dos astronautas.

Para compreender o programa Mercúrio, e para avaliar o seu desempenho, o programa Vostok fornece uma referência. Enquanto o Presidente Eisenhower anunciava o satélite como a Atracção Americana do Ano Geofísico Internacional, lançou também uma estranha competição entre a alta tecnologia americana e soviética. Em termos de satélites, os soviéticos continuaram a lançar importantes dispositivos espaciais de referência (o primeiro satélite, o primeiro ser vivo, a primeira sonda a chegar à Lua, etc.), enquanto os americanos ficaram atrás das realizações soviéticas. O programa Mercúrio destinava-se a inverter esta situação, e foi-lhe atribuído um concorrente sob a forma do programa Soviético Vostok (embora o programa Vostok tenha sido preparado em completo segredo pelos soviéticos, nem o seu nome nem o seu desempenho esperado foram tornados públicos).

Mas na corrida para colocar o primeiro homem no espaço, os americanos perderam novamente, apesar dos esforços de Mercúrio. A 12 de Abril de 1961, como os preparativos para o primeiro salto espacial Mercúrio estavam bem encaminhados, a União Soviética lançou a nave espacial Vostok-1 em órbita com o primeiro astronauta do mundo, Yuri Gagarin, a bordo. A viagem de um orbit da Vostok-1 também excedeu de longe o limite superior das capacidades de voo espacial suborbital americano, e logo na primeira (anunciada) tentativa os soviéticos fizeram um voo orbital. O objectivo americano de colocar o primeiro homem no espaço perdeu-se novamente, e antes que o público pudesse ver qualquer sucesso por parte da equipa de Mercúrio, os soviéticos tinham mais uma vez colhido o triunfo dos primeiros.

Para acrescentar insulto ao ferimento, em resposta ao voo de Gagarin, os soviéticos, com grande dificuldade, produziram os magros saltos espaciais de Alan Shepard e depois Gus Grissom, e a 6 de Agosto de 1961, os soviéticos lançaram o Vostok-2, com Tyitov alemão a bordo, que orbitou no espaço durante mais de um dia inteiro. Depois, a 11-15 de Agosto de 1962, o programa Mercúrio recebeu outro golpe do seu rival, quando primeiro foi lançado o Vostok-3, e depois o Vostok-4 foi lançado pouco depois, e Andriyan Nikolayev e Pavel Popovich realizaram o primeiro voo espacial simultâneo do mundo, trazendo as duas naves espaciais a 5 km uma da outra. Além disso, os dois astronautas soviéticos passaram 3 e 4 dias no espaço, batendo de longe o recorde espacial de Tyitov, enquanto o programa Mercúrio estava então na sua terceira órbita, algumas horas de voo de John Glenn e Scott Carpenter. A 15 de Maio de 1963, o programa Mercúrio atingiu o seu auge com o voo de Gordon Cooper, que durou um dia e meio no espaço, mas os soviéticos tiveram uma sensação espacial ainda maior um mês depois: em 1963, o programa Mercúrio foi completado pelo primeiro astronauta americano, Scott Glenn e John Lennart. A 14 de Junho de 1963, os soviéticos lançaram a Vostok-5 com Valery Bikovsky a bordo, o que por si só não teria sido um grande feito, mas dois dias depois lançaram a Vostok-6 com Valentyina Tyershkova, a primeira astronauta fêmea do mundo, a bordo. Os dois astronautas voaram no espaço durante 3 e 5 dias respectivamente (3 dias em simultâneo), prolongando ainda mais o recorde pela duração de um voo espacial.

luz do acima exposto, o programa Mercúrio não conseguiu atingir o seu objectivo e foi completamente superado pelo seu rival, o programa soviético Vostok.

Mercúrio-Atlas-10

Não houve planos de voo pré-definidos durante o programa, mas durante a atribuição de recursos (produção e atribuição de foguetes e naves espaciais a voos específicos), foi também previsto um oitavo (ou sexto, se considerarmos apenas os voos orbitais) voo, designado Mercúrio-Atlas-10. A nave espacial McDonnell série 15 do fabricante foi destinada a um voo de longa duração – inicialmente um dia inteiro – que, após as modificações necessárias, chegou ao Cabo Canaveral a 16 de Novembro de 1962. Após o voo Mercúrio-Atlas-8, foi considerado que um voo simultâneo deveria ser realizado utilizando o Mercúrio-Atlas-10 – e a sua cápsula de reserva, designada Mercúrio-Atlas-11 – como modelo para os voos simultâneos dos soviéticos Vostok-3 e Vostok-4. No entanto, isto permaneceu uma ideia e os preparativos para o voo continuaram como uma missão de um dia, a solo. No início de 1963, a ideia de prolongar o voo para três dias foi sugerida, o piloto foi nomeado não oficialmente, a rotação entre as Semanas Originais começaria desde o início com Alan Shepard, e fontes não oficiais nomearam a marca de voo: Liberdade 7 II.

Em Abril de 1963, porém, os planos para o futuro Mercúrio mudaram, e as comunicações da NASA referiam-se cada vez mais ao Mercúrio-Atlas-9 como o culminar do programa. A 11 de Maio de 1963, a NASA finalmente excluiu outro voo. O Presidente Kennedy deixou então o assunto à discrição da NASA, que finalmente decidiu, no Verão de 1963, não desperdiçar recursos noutro voo mas concentrar-se nos programas Gemini e Apollo.

Programa Gemini

Originalmente, em 1961, quando o programa Mercúrio ainda estava na sua fase inicial, a NASA considerou a continuação do programa, e a direcção concluiu que os voos orbitais de um homem deveriam ser continuados com uma nave espacial de dois homens. No final de 1961, o Grupo de Trabalho Espacial dentro da NASA foi encarregado de desenvolver planos para programas espaciais pós-Mercúrio (em particular o programa Apollo, o programa de lançamento da lua) e de representar a NASA junto de fabricantes aeroespaciais na concepção de veículos espaciais. Assim, este grupo lançou as bases teóricas para o acompanhamento pós-Mercúrio. Os planos iniciais eram para o desenvolvimento futuro da nave espacial Mercúrio: durante os anos de trabalho, um possível novo programa era referido como “Mercúrio a dois homens”, “Mercúrio melhorado”, “Mercúrio Mark II” ou simplesmente “Mark II”. No entanto, as necessidades delineadas pelas missões lunares, tais como a manobrabilidade das naves espaciais, o encontro espacial e a acoplagem, foram uma mudança tão grande que se afastaram das bases técnicas de Mercúrio e lançaram alicerces completamente novos, mas, claro, utilizando a experiência adquirida com Mercúrio. O programa recebeu um novo nome e um novo conteúdo técnico por sugestão de Alex P. Nagy, o Director Adjunto de Divulgação da NASA, nascido na Hungria. O programa Gemini, como programa preparatório do programa Apollo, foi anunciado a 7 de Dezembro de 1961 por Robert Gilruth, chefe do Grupo de Tarefas Espaciais. Após dois anos e meio de planeamento e preparação, o Gemini-1 foi lançado com um voo de teste não tripulado a 8 de Abril de 1964.

Fontes