Меркурий (космическая программа)

Alex Rover | 16 сентября, 2022

Post Views: 7

Суммури

Программа «Меркурий» была первой пилотируемой космической программой в США. Программа осуществлялась НАСА с 1959 по 1963 год и включала двадцать автоматических испытательных полетов с людьми или без них и шесть полетов с астронавтами в космосе. Основной целью программы было впервые в мире вывести человека в космос и обогнать Советский Союз в космической гонке. Позже цели были изменены, когда Советский Союз взял на себя инициативу по программе «Восток», а президент Джон Ф. Кеннеди объявил о программе «Аполлон», после чего программа «Меркурий» была разработана для максимального использования космического опыта.

Программа началась в октябре 1958 года: первое неофициальное объявление о начале работ (пока еще только в рамках НАСА) было сделано 7 октября 1958 года Т. Китом Гленнаном, директором только что созданного Космического агентства, а официальное объявление для общественности США — 17 декабря 1958 года.

Сразу же после внутреннего объявления программы были составлены требования к оборудованию, инфраструктуре и будущим астронавтам, выбраны поставщики для программы (в американской модели оборудование разрабатывалось и производилось частными компаниями на контрактной основе). Также был определен график испытательных полетов. Планировалось два основных типа полета: суборбитальный и орбитальный. Также было выбрано оборудование для двух типов космических полетов. Для обоих профилей полета был выбран недавно разработанный космический корабль McDonnell Mercury, ракета Redstone для суборбитальных полетов и ракета Atlas для орбитальных космических полетов.

Главная цель программы не была достигнута, поскольку первым в мире космонавтом был Юрий Гагарин, находившийся на борту корабля «Восток-1» 12 апреля 1961 года — таким образом, НАСА не отправило в космос первого человека, — поэтому Алан Шепард, запущенный 5 мая на корабле «Меркурий-Редстоун-3», стал не первым человеком, а лишь первым американцем, отправившимся в космос. Позже, 20 февраля 1962 года, корабль «Меркурий-Атлас-6» Джона Гленна совершил первый орбитальный полет (первый «настоящий космический полет» в общественном сознании). Было совершено еще три полета, кульминацией которых стал полет «Меркурий-Атлас-9» Гордона Купера 15 мая 1963 года.

Уже после первого пилотируемого полета программа «Меркурий» была преобразована в программу космического опыта в рамках подготовки к высадке на Луну, которая, выполнив свои задачи, продолжилась в программе «Джемини».

Космическая гонка и холодная война

После Второй мировой войны бывшие союзные державы и окружающие их страны объединились в два политических блока, и возникло политическое и военное противостояние, так называемая холодная война. Однако это противостояние не могло быть урегулировано прямыми военными средствами, отчасти из-за памяти о разрушениях войны и отчасти из-за угрозы ядерного оружия, поэтому, помимо фонового вооружения и основанного на нем сдерживания, а также вмешательства в локальные войны меньшего масштаба, каждая сторона использовала любую возможность, чтобы подчеркнуть лидерство и превосходство своей страны или политического блока. К таким областям относятся спортивные и научные достижения. Когда техническая наука достигла той стадии развития, когда достижение космического пространства перестало быть вымыслом (или научной фантастикой), Соединенные Штаты и Советский Союз объявили, что они будут первыми, кто попытается достичь космического пространства. Благодаря этому шагу освоение космоса еще до своего рождения стало частью холодной войны, ее инструментом.

29 июля 1955 года президент США Дуайт Д. Эйзенхауэр объявил через своего пресс-секретаря, что его страна запустит спутник в рамках Международного геофизического года. В Советском Союзе в ответ на это 8 августа 1955 года Президиум Центрального комитета СССР принял секретное решение о начале разработки спутников. Так началась космическая гонка.

Читайте также, биографии — Бурден, Крис

«Кризис Спутника»

Международный геофизический год продолжался с 1 июля 1957 года по 31 декабря 1958 года, и Соединенные Штаты готовились выполнить провозглашенную президентом программу «Авангард», запустив первый в мире спутник. Однако 4 октября 1957 года Советский Союз неожиданно запустил Спутник-1, первый в мире космический аппарат, без предварительного официального объявления, опередив американские попытки. В США это было воспринято почти как объявление войны (на самом деле Советский Союз вывел спутник на орбиту с тем, что если мы сможем доставить объект вокруг Земли, мы сможем достичь любой точки на Земле, мы сможем бомбить любую точку на Земле).

Американская общественность восприняла полет советского спутника как поражение, подобное нападению на Перл-Харбор, и пресса потребовала от правительства немедленного возмездия. К несчастью правительства США, запуск зонда «Авангард», который должен был стать первым в мире спутником, закончился впечатляющей неудачей (ракета взорвалась на стартовой площадке) во время трансляции по общественному телевидению. Президент Эйзенхауэр (который ранее не проявлял интереса к исследованию космоса ни как к научному достижению, ни как к инструменту политической пропаганды) после этой неудачи сделал освоение космоса национальным приоритетом.

Создание НАСА

1 октября 1958 года президент Дуайт Эйзенхауэр своим указом создал Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства с целью концентрации ранее разрозненных и иногда параллельных космических разработок и обеспечения возможности для США как можно быстрее реагировать на советские достижения. Цель, поставленная перед НАСА с момента его основания, заключалась в том, чтобы обогнать Советский Союз, первым запустив более современные космические средства из СССР, а также обогнать своего конкурента, выведя человека в космос.

Ранее в США существовало государственное агентство по развитию авиации, включая высокоскоростные полеты и ракетную технику, а с ноября 1957 года — по исследованию космических полетов, NACA, которое стало основой НАСА при его создании, но новая организация также включала результаты исследований, персонал и оборудование, а также бюджетные средства экспериментов, проводимых армией, флотом и университетскими мастерскими. Секцией NACA по космическим полетам был Специальный комитет по космической технике, также известный как Комитет Стивера, по имени его председателя, в который входили такие имена, как Вернер фон Браун, впоследствии конструктор лунной ракеты, Роберт Гилрут, впоследствии директор секции пилотируемых космических полетов НАСА, и Эйб Сильверштейн, изобретатель водородно-кислородной двигательной установки. Эта группа экспертов считается ядром космического отдела нового агентства.

Новая организация была необходима потому, что технология, необходимая для выхода в космос, была совершенно секретной военной технологией, которая не могла быть открыта общественности, и поэтому нужна была гражданская государственная организация, которая могла бы продемонстрировать военный потенциал, не раскрывая его военного характера. Создание космического агентства, предшественниками которого были NACA и другие военные программы, можно рассматривать как процесс, а не как новое начало, поскольку основные задачи и распределение людских и материальных ресурсов уже были определены в период между вступлением в силу Национального закона об аэронавтике и космосе в июле 1958 года и официальным началом работы 1 октября 1958 года.

К моменту основания НАСА «Эксплорер-1» (и чуть позже «Авангард-1») успешно ответил на вызов, брошенный «Спутником-1» и «Спутником-2», и следующим логическим шагом было отправление человека в космос. В NACA и других военных организациях уже велась работа над теоретической базой для этого, и путем объединения и интеграции опыта, рабочих материалов и финансовых ресурсов эти отдельные рабочие материалы были очень быстро объединены в единую концепцию.

Одним из наиболее значимых проектов, объединенных в новое космическое агентство, был проект ВВС «Человек в космосе в ближайшее время», целью которого было отправить человека в космос, но до момента его слияния с НАСА в большинстве областей (например, концепция возможного космического корабля или возможные профили полета) инженеры ВВС и NACA выдвигали только гипотезы. Наибольший прогресс был достигнут в изложении требований к астронавту, до такой степени, что были отобраны восемь кандидатов для будущих полетов:

Позже отбор этих кандидатов был отменен, и новые кандидаты в астронавты были набраны по новым критериям и системе отбора, но инициатива «Человек в космосе в ближайшее время» послужила хорошей основой для программы «Меркурий» (интересно, что только двое из восьми отобранных кандидатов в итоге полетели в космос: Нил Армстронг в качестве командира Gemini-8 и Apollo-11, а также Джозеф Уокер во время суборбитальных полетов программы X-15).

Хотя может показаться, что большинство космических инициатив (таких как «Человек в космосе», программы агентства ARPA или X-15) возникли вне NACA, это объясняется скорее тем, что военные и связанные с ними агентства сами занимались бюджетом и организацией проектов, поэтому их программы были документированы, имели названия и т.д. В то же время в рамках NACA проводились серьезные исследования в Космическом центре Лэнгли по созданию бескрылых аппаратов (космических кораблей) на предельных высотах, но в основном это были фундаментальные исследования, не направленные на конкретный космический полет, а скорее на создание основ для технических возможностей. Поэтому позже Лэнгли стал отправной точкой для конкретной реализации полетов человека в космос на этой базе знаний.

Основная концепция

Начало программы «Меркурий» — как и начало работы самого НАСА — не было проектом, но существующий процесс был перенесен в новую организацию, а затем стал конкретной программой, получившей название и организацию. Основа программы зародилась в августе 1958 года, когда директор NACA Хью Драйден и Роберт Гилрут, заместитель директора Летно-исследовательской лаборатории Лэнгли (позднее Космический центр Лэнгли), представили Конгрессу план запуска в космос космической капсулы с одним человеком и запросили грант в размере 30 миллионов долларов. В сентябре к плану присоединилось еще одно государственное оборонное агентство ARPA, которое внесло дополнительный вклад в разработку. Это сотрудничество заложило основу для программы:

Сам запуск проекта был скорее спонтанным, чем запланированным, проектным: 7 октября 1958 года Кит Гленнан, недавно назначенный глава НАСА, на встрече с некоторыми из своих коллег-инженеров санкционировал разработку пилотируемого полета. Горстка инженеров собрала воедино инициативы, которые уже были предприняты, в разрозненном виде, предшествующими организациями и проектами NASA. После этого большинство мероприятий было инициировано руководством, которое формализовало и оформило ранее неформальные процессы и направило их в единое русло. Вскоре после этого, 5 ноября 1958 года, была сформирована Целевая группа по космосу, теперь уже в составе НАСА, которая организованно продвигала эту идею (устанавливая подробные требования).

Подробная информация

Первым шагом в проектировании было ответить на вопрос «куда лететь?», и определить ту часть космоса, где было бы реально летать по стабильной орбите вокруг Земли в течение 24 часов, как определено в базовых требованиях. Нижний теоретический предел (высота 100 километров) уже был известен из расчетов Тодора Кармана до запуска первых спутников, но он не соответствовал требованиям для 24-часового полета, так как сдерживающее влияние атмосферы было слишком велико, но у НАСА были конкретные экспериментальные данные, полученные в результате оценки данных полудюжины спутников, запущенных к концу 1958 года, для определения орбиты. Целевая группа по космосу пришла к выводу, что орбита со средней высотой 160 километров (100 миль) была бы адекватной (с близостью и долготой в пределах ±40 километров (25 миль). Расчеты были основаны на космической капсуле весом в 1 тонну, и это было сделано потому, что межконтинентальная баллистическая ракета Atlas, описанная в базовом варианте, была «самой надежной ракетой-носителем, доступной для достижения цели», и все еще была почти способна достичь этих параметров полета.

Что касается требований к ракете-носителю и космическому аппарату, содержащихся в базовых требованиях («самая надежная из имеющихся ракет-носителей» и «баллистическая капсула, рассчитанная на высокое аэродинамическое сопротивление»), то была принята концепция Макса Фаге «голого Атласа». Фагет занимался вопросами ракетного двигателестроения в NACA с 1946 года и участвовал в разработке ракетоплана X-15. Эксперименты с X-15 позже были продолжены в проекте X-20 Dyna-Soar (первоначальная концепция космического челнока) при участии Фагета. В ноябре 1957 года конструктор представил свое видение возможного пилотируемого космического полета, в котором в качестве двигательной установки он рассматривал существующие военные баллистические ракеты, предложил твердотопливные ракеты-носители для спуска с околоземной орбиты и нарисовал космический корабль в виде бескрылой капсулы, сформированной для баллистического полета. На совместном совещании инженеров NACA и ВВС в январе 1958 года идея Фагета получила дальнейшее развитие. На этой встрече было принято как очевидный факт, что для достижения космоса необходима ракетная тяга, а поскольку X-20 — военная программа, выбор пал на МБР — недавнюю разработку. Из возможных ракет самой мощной была МБР «Атлас», но так как даже она была признана инженерами слабой, «урезанная» ракета с дополнительной верхней ступенью и, конечно же, лишенная боеголовки и пускового адаптера, была единодушно признана подходящей для этой задачи. (В качестве побочной линии, в проекте McDonnell Project 7969, проекте разработки космического корабля, запущенном в конце 1957 года на авиационном заводе McDonnell на свой страх и риск, разработка возможной космической капсулы, соответствующей концепции, также была начата с помощью советников Фагета).

Космическая целевая группа подхватила идею, которая уже была далеко продвинута в своем развитии (и была предложена для реализации в нескольких технических обсуждениях), и в начале ноября 1958 года план «урезанного Атласа» Фагета был официально принят. Брифинг по закупкам для потенциальных производителей был назначен на 7 ноября 1958 года.

Хотя это не было включено в основные требования, Целевая группа по космосу также отвечала за формулирование набора требований к обитателю космического корабля. Для этого Целевая группа сначала планировала созвать конференцию промышленных и военных лидеров с участием некоторых аэрофизиков, чтобы определить группу из 150 кандидатов в астронавты (на основе их личных рекомендаций). В это время также были разработаны метод и критерии отбора кандидатов. Для этого сначала нужно было обратиться с предложением к более крупной группе из 150 человек, которая была бы сужена до 36 человек с учетом аэромедицинских критериев, а затем, после девяти месяцев подготовки, из этих 36 кандидатов были бы отобраны 12, из которых шесть лучших стали бы кандидатами в астронавты. Отобранные должны быть мужчинами в возрасте от 25 до 40 лет, с подготовкой пилота, ростом ниже 180 см, в отличной физической форме, с высшим образованием по естественным наукам. Дополнительным требованием было то, что кандидат должен быть готов идти на риск, связанный с экспериментальными полетами, быть способным переносить сложные физические условия и уметь принимать быстрые и правильные решения в условиях высокого стресса или в чрезвычайных ситуациях. Проект уведомления с указанием этого был завершен 22 декабря 1958 года, но ему не был дан зеленый свет, и после рождественских праздников, 28 декабря 1958 года, президент Эйзенхауэр решил, что резерва военных летчиков будет достаточно для резерва кандидатов и что по соображениям национальной безопасности будут отобраны только отобранные. В первую неделю января 1959 года Целевая группа по космосу представила критерии в Пентагон, и начался отбор кандидатов.

Медовый месяц

Одной из многочисленных задач Целевой группы по космосу было дать название программе. В США принято выделять правительственные программы каким-либо легко запоминающимся, броским названием для общественности, производителей контрактов и прессы. К концу осени 1958 года Целевая группа по космосу придумала для программы не очень броское название «Проект Астронавт». Некоторые руководители посчитали, что название может привести к чрезмерному подчеркиванию роли астронавта, в то время как другие хотели бы вернуться к прежней системе наименований. Эйб Сильверштейн (руководитель разработки ракеты) предложил в качестве имени Меркурий, бога римской мифологии. Римский бог (также известный как Гермес по-гречески) был своего рода устоявшимся брендом в различных областях (см. бренд Ford) и является одной из наиболее знакомых американцам мифологических фигур, поэтому его известность и популярность сделали его подходящим именем для программы. Кроме того, оно хорошо вписывалось в американскую концепцию использования мифологических имен в ракетной технике (Юпитер — бог-архитектор — ракета-носитель Юпитер, Атлас, Титан, несущий на своих плечах Землю — ракета Атлас и т.д.). 26 ноября 1958 года Кит Гленнан и Хью Драйден, два высших руководителя НАСА, приняли предложение, и название «Проект Астронавт» было заменено на «Проект Меркурий».

Пресс-релиз

В Соединенных Штатах все правительственные программы были публичными — в отличие от советской практики того времени, где космические эксперименты держались в полной тайне до их успешного проведения — и это было особенно характерно для программы «Меркурий», которая была специально разработана как публичная, чтобы продемонстрировать расплату с Советским Союзом. Именно по этой причине Кит Гленнан — дождавшись 55-й годовщины полета братьев Райт, чтобы добавить торжественности объявлению — 17 декабря 1958 года сделал официальное заявление о том, что его страна приступает к реализации космической программы по запуску человека в космос — программы «Меркурий».

Разработка космического аппарата

Проектирование космического корабля началось с концепции «голого Атласа», предложенной Максом Фагетом. На основе принципов, сформулированных в Космическом центре Лэнгли НАСА, Целевая группа по космосу подготовила к 20 октября 1958 года объявление о приеме предложений, которое впоследствии было разослано потенциальным производителям. Запрос на производство был разослан 23 октября 1958 года на 40 заводов-изготовителей, 38 из которых откликнулись и прислали своих представителей на первое конструкторское совещание 7 ноября 1958 года. Из 38 заявителей 19 выразили заинтересованность в создании космического корабля, и им был выдан проектный документ «S-6 Human Spacecraft Specification». К 11 декабря 1958 года (крайний срок подачи заявок) выбор был сужен до 11 производителей.

Чтобы ускорить программу, само НАСА едва опережало работающих на него поставщиков: пока потенциальные производители изучали требования и готовили первые проектные эскизы предложений, само космическое агентство составляло технические и финансовые критерии оценки полученных предложений.

В процессе отбора в итоге в шорт-лист попали два одинаковых по рейтингу кандидата — McDonnell Aircraft и Grumman Aircraft. Выбор одной из них был обусловлен конкретной причиной: в то время компания Grumman была победителем нескольких тендеров на получение контрактов ВМС, и космическая целевая группа опасалась, что компания не сможет справиться с требованиями сразу нескольких сложных проектов и разработка космического корабля «Меркурий» будет отложена. Поэтому 12 января 1959 года право на строительство космического корабля получила компания McDonnell Aircraft. Контракт был подписан Джеймсом Макдоннеллом, президентом компании-производителя, 5 февраля 1959 года и Китом Гленнаном 12 февраля 1959 года, в котором производитель согласился спроектировать, изготовить и поставить НАСА 12 космических капсул «Меркурий» на общую сумму 19 450 000 долларов. Темпы развития были настолько стремительными, что Джеймс Макдоннелл в своей речи в мае 1957 года (до полета Спутника-1) поставил первый человек в космосе на 1990 год, то есть он предусматривал развитие в несколько десятилетий, что на практике заняло два года.

На этапе тендера МакДоннелл получил от НАСА 50-страничное исследование, в котором излагались основные критерии проектирования и аспекты космического аппарата (по сути, NACA

Основная идея строительства капсулы была максимально проста: «единственная цель — вывести человека в космос на короткое время». На практике это означало втиснуть в единое пространство все, что связано с навигацией, жизнеобеспечением астронавта, работой космического корабля. Почти все системы были размещены внутри кабины, заполняя каждый уголок и щель и оставляя мало места для космонавта. (Позже, на этапе полета, на практике стало ясно, что это был тупик проектирования, поскольку системы, разбросанные по нескольким точкам кабины, в имеющихся пространствах, соединяющая их проводка, хаос, и отказ одной системы означал, что несколько других должны были быть демонтированы и переставлены при подготовке к полету. Для решения этой проблемы, и именно из-за негативного опыта с космическим кораблем «Меркурий», философия разделения космического корабля на две части, капсулу и технический блок, была введена со следующей космической программы, программы «Джемини» и далее).

Именно при выполнении третьей главы базовых требований, изложенных в начале программы, возникла самая затяжная дилемма в проекте. Уже в середине 1950-х годов (когда на ракеты стали устанавливать ядерные боеголовки) стало очевидно, что объект, падающий через атмосферу на большой скорости, будет подвергаться огромному тепловому напряжению от трения воздуха. Разные войска разработали различные решения этой проблемы: армия экспериментировала с композитными теплозащитными экранами, изготовленными из теплосжигающих, плавящихся (но рассеивающих тепло) материалов, а ВВС — с вариантами, изготовленными из теплопоглощающих материалов. Долгое время эксперты Space Task Group не могли принять решение (преимущество одного материала было недостатком другого и наоборот), поэтому они оставили оба направления развития открытыми. В это время проводились испытания двух типов теплозащитных экранов, когда был обнаружен концептуальный недостаток теплопоглощающего варианта: теплозащитный экран из теплопоглощающего материала должен был быть удален из космического корабля на последних этапах посадки, поскольку он был бы очень горячим при посадке, представляя опасность для астронавта в кабине, и

После концептуального проектирования кабины началось детальное проектирование и тестирование компонентов экспериментального космического корабля. Первым из этих испытаний были испытания капсулы на падение. Они включали испытания на свободное падение и спуск с различными парашютными системами, в ходе которых более сотни макетов космических капсул, заполненных бетоном в натуральную величину, были сброшены в море или на наземные посадочные площадки. Эти испытания на падение были использованы для разработки оптимальной системы торможения парашюта при приземлении.

Еще одна серия испытаний была использована для разработки спасательной ракеты. На случай аварии при запуске конструкторы планировали создать устройство, состоящее из небольших ракет (и решетчатой конструкции для крепления их к капсуле), которые в случае возникновения проблемы «оторвут» капсулу от ракеты как можно быстрее и перенесут космический корабль и его обитателя на безопасное расстояние от места взрыва, который неизбежно произойдет. Первое испытание на острове Уоллопс было настолько катастрофичным (вскоре после запуска ракеты начали падать вверх, и после двух полных ударов она упала в океан), что возникла идея переосмыслить всю систему с нуля. После месяца работы конструкторы исправили ошибки, и устройство стало способно спасти кабину «Меркурия» в случае проблем с запуском.

Третья серия испытаний была проведена для окончательной доработки формы космического корабля «Меркурий» в аэродинамических трубах Космического центра Лэнгли и Космического центра Эймса. Для этого макеты космического аппарата различных размеров были помещены в аэродинамическую трубу для проверки свойств космического аппарата в транс-, сверх- и гиперзвуковом диапазонах скоростей полета.

В четвертой серии испытаний необходимо было разработать техническое решение для заключительной фазы посадки — спуска — и сделать выбор между посадкой на воду и посадкой на сушу. Инженеры предпочли посадку на воду. Посадка планировалась на высоте 9 м

Пятая серия испытаний была направлена на окончательную разработку парашютной системы, при этом основное внимание уделялось поведению парашюта развертывания и основного парашюта на экстремальных скоростях и

Читайте также, биографии — Фукидид

Разработка ракеты

Для полетов инженеры выбрали три разных типа ракет:

Целевая группа по космосу искала пилотируемую ракету-носитель среди ракет средней и большой дальности, разработанных для вооруженных сил США, и окончательный кандидат был найден в межконтинентальной баллистической ракете Atlas, разработанной компанией Convair для ВВС США, которая вот-вот поступит на вооружение. Atlas был настолько недавней разработкой, что его первый успешный испытательный запуск (все еще под военным кодовым названием SM-65 Atlas) состоялся только 17 декабря 1957 г. Спецификация Atlas впервые в США включала характеристики, необходимые для вывода на орбиту вокруг Земли объекта, эквивалентного по массе космическому кораблю, — требование вывести тело массой 1,5-2,5 тонны на стабильную орбиту выше 300 км. Однако новизна ракеты и неуверенность в ее надежности означали, что для начала летных испытаний необходимы дополнительные ракеты-носители. Ракета Redstone отвечала требованиям надежности, получив престижное прозвище «Старая добрая надежная» за свои предыдущие успешные полеты. Помимо надежности, было еще одно соображение — стоимость тестов. Для многих испытаний не было необходимости разгонять всю космическую капсулу до орбитальной скорости, достаточно было просто поднять ее на нужную высоту. Орбитальные полеты были самыми дорогими — стоимость производства ракеты Atlas оценивалась в 2,5 миллиона долларов, а запуск Redstone стоил 1 миллион долларов. Редстоун также был определен в качестве возможной ракеты-носителя, поскольку считалось, что это позволит сэкономить миллионы долларов на каждом испытании. Они также сделали это с ракетой Little Joe, которая может эксплуатироваться при еще меньших затратах и хорошо подходит для определенных подтестов. Для тех испытаний, где не требовалось выводить объект на орбиту вокруг Земли — а именно так было в большинстве первоначальных испытаний — инженеры также определяли профили суборбитального полета (так называемые космические прыжки).

NASA быстро осознало, что ракета Atlas была незрелой и нуждалась в испытаниях, а стоимость запуска была высокой — 2,5 миллиона долларов за запуск, в то время как Atlas не обладала возможностями для проведения серии испытаний. Кроме того, ракета Redstone, которая могла бы заменить Atlas для этих менее сложных испытаний, сама по себе была дорогостоящим устройством, стоимость одного запуска составляла 1 миллион долларов. Поэтому было решено использовать более дешевую ракету-носитель. Однако на момент принятия решения ракеты еще не существовало, и ее необходимо было разработать.

Требования были сформулированы NASA в конце 1958 года, а затем доработаны. Они требовали, чтобы будущая ракета была способна запускать космический корабль «Меркурий» таким образом, чтобы можно было испытать силы кабины на больших высотах, оценить систему спасения, систему посадочных парашютов и процедуры поиска и спасения после приземления. Последующие уточнения спецификации включали возможность измерения параметров кабины в полете и при посадке (удар), параметров шума, тепла и давления, создаваемых ракетой, в частности, воздействия на бортовой живой организм (организмы), с минимальным количеством телеметрической аппаратуры. Эти параметры должны были контролироваться на разных критических высотах (6000, 75 000 и 150 000 метров). Основываясь на этих требованиях, команда Макса Фагета создала первую ракету в НАСА, названную Little Joe, которая произвела свой первый запуск на острове Уоллоп 21 августа 1959 года.

Впервые в истории космических полетов в проектные планы ракеты была включена необходимость «связки» двигателей. Соответственно, была предусмотрена установка четырех модифицированных твердотопливных двигателей Sergeant (также известных как Castor или Pollux), а также использование четырех вспомогательных двигателей Recruit. Путем параметрирования четырех двигателей можно было достичь максимальной тяги в 1020 килоньютонов, что теоретически позволяло вывести космический аппарат весом 1800 кг на баллистическую орбиту высотой 160 км (таким образом, имитируя свойства «Атласа»).

В ноябре 1958 года 12 компаний были приглашены к участию в тендере на производство ракеты на основе требований и базовых проектов, и 29 декабря 1958 года тендер выиграла компания North American Aircraft Company. По контракту производитель должен был поставить семь летающих образцов и мобильную пусковую башню. Первый пригодный к полетам серийный североамериканский самолет поднялся в воздух 21 января 1960 года.

Ракета Redstone также была включена в космическую программу НАСА из соображений экономии и надежности. Базовая ракета PGM-11 Redstone была одной из старейших американских военных баллистических ракет малой дальности, разработанная в 1952 году и состоявшая на вооружении западноевропейских сил НАТО с 1958 по 1964 год. Ракета была прямым потомком немецкой V-2, разработанной Вернером фон Брауном в Редстоунском арсенале. NASA искало альтернативы ракете Atlas, как для снижения стоимости экспериментов, так и по соображениям надежности (Redstone считалась особенно надежной ракетой, и поэтому соответствовала требованиям безопасности для запуска человека в космос), и выбрало Redstone, хотя и усовершенствованную версию, лучше подходящую для этой цели. Ракета Redstone стала выбором для суборбитальных полетов в рамках программы «Меркурий».

Первоначальная военная версия Redstone не могла поднять кабину Mercury на требуемую высоту при параболическом полете, но улучшенная производная Redstone, Jupiter-C, имела удлиненный фюзеляж, более крупные баки внутри и, благодаря увеличенному времени горения, могла достигать больших высот. Jupiter-C находился в процессе перехода на двигатель A-7 (военные перешли на этот вариант для своих собственных ракет из-за возможного дефицита компонентов двигателей, использовавшихся ранее, что было рискованно), что создавало проблемы. Базовая ракета Redstone по-прежнему использовала топливо V-2 (75% этилового спирта, 25% воды), но ракета Jupiter-C перешла на так называемое топливо Hydyne (60% несимметричного диметилгидразина и 40% диметилнетриамина), которое было гораздо более эффективным, но и гораздо более токсичным, что было проблемой для его использования. Кроме того, гидин никогда не использовался на A-7, поэтому инженеры решили, что в ракете, переоборудованной для космического применения, снова будет использоваться версия с этиловым спиртом. Увеличение времени горения создавало дополнительную проблему: графитовые дефлекторы вектора тяги, используемые в обычных ракетах, могли разрушиться в течение длительного времени горения, поэтому НАСА объявило конкурс на более качественные дефлекторы. В конструкцию была внесена еще одна модификация, позволяющая увеличить время горения: ракета получила дополнительный баллон с азотом для заполнения бака нейтральным газом пропорционально скорости выброса, а турбонасос получил дополнительный баллон с перекисью водорода.

Еще одним отличием между военной и космической ракетой была система спасения и отмены. С одной стороны, Redstone, пригодный для космических полетов, был оснащен так называемой автоматической системой обнаружения прерывания полета. Это означало, что ракета могла обнаружить, когда параметры полета отклонялись от нормы, а затем система могла автоматически инициировать процесс спасения, когда спасательная ракета отделяла капсулу от пусковой установки (конечно, прерывание полета могло быть инициировано самим астронавтом или центром управления, но существовали профили полета, где просто не было времени для ручного вмешательства). И, конечно, по сравнению с военной версией, здесь была спасательная ракета, которая в случае неполадок могла отсоединить капсулу от ракеты и отнести ее на безопасное расстояние. Изменения были внесены и в так называемую хвостовую часть ракеты (которая, как ни странно, находилась не на задней части ракеты, а на верхней, соединяя кабину с ракетой-носителем). В этой секции находилась электроника и система наведения ракеты, а также адаптер, в который помещалась космическая капсула. В военных «Редстоунах», когда ракета сгорала, эта секция разделялась, одна половина оставалась с ракетой, а другая продолжала полет с боевой частью, в то время как в версии космической ракеты вся она оставалась с ракетой-носителем. Еще одно изменение было сделано для повышения надежности Redstone. Автопилот ST-80 военной версии был заменен на более простую и надежную версию LEV-3.

К концу разработки Mercury-Redstone отклонился от военного Redstone в общей сложности на 800 пунктов, так что в итоге NASA получило новую ракету для разработки, а не первоначальную, надежную версию. Первый полет модернизированной ракеты-носителя состоялся 21 ноября 1960 года, который оказался неудачным, за ним последовали три более или менее успешных полета, прежде чем она, наконец, доставила двухместный космический корабль с Аланом Шепардом и Гасом Гриссомом.

Одним из центральных элементов программы «Меркурий» была ракета-носитель. Требования были просты: он должен был быть способен разогнать объект весом 1500-800 кг до первой космической скорости и вывести его на орбиту вокруг Земли. Единственным средством, имевшимся в распоряжении США, была армейская межконтинентальная баллистическая ракета SM-65D Atlas. Ракета была создана по последнему слову техники, и ее первый испытательный запуск состоялся 11 июня 1957 года (хотя и неудачно на тот момент). Перед НАСА стояла дилемма: сделать существующую, но ненадежную ракету надежной или ждать процесса разработки МБР «Титан II» (возможно, с таким же неопределенным результатом), поэтому было принято решение испытать и усовершенствовать «Атлас».

Компания Convair, производитель ракеты, имела специальную производственную линию для программы «Меркурий» с обученным, опытным персоналом, который можно было использовать для обеспечения высокого качества. Изделия, предназначенные для космоса, подверглись обширной переработке, включающей следующие компоненты:

Ракета была основана на двух основных принципах проектирования. Одним из этих принципов была так называемая полутораступенчатая схема: ракета имела один основной двигатель и два боковых ускорителя. Они запускались одновременно при старте (так инженерам было проще визуально проверить работу), затем РН отключались перед основным двигателем на орбите, и РН (или связанные с ними баки) никогда не отключались. Другим принципом была так называемая газобаллонная конструкция или система. Чтобы минимизировать вес, ракета была разработана с максимально тонкими боковыми стенками, настолько тонкими, что в пустом состоянии ракета разрушится под собственным весом. Его устойчивость и прочность конструкции сначала обеспечивались давлением топлива, а затем, по мере его исчерпания в полете, давлением нейтрального газа гелия в баках. В ходе испытаний этот последний принцип конструкции оказался самым слабым звеном, что потребовало внесения изменений и дальнейших испытаний.

Первый запуск «Меркурия» состоялся 29 июля 1960 года, но настоящее доказательство было получено 20 февраля 1962 года, когда полетели Джон Гленн и «Дружба-7».

Профили полета

Решение о космическом полете уже было принято после полета Спутника-1, настоящим космическим полетом считался полет, совершенный на орбите вокруг Земли, поэтому, естественно, NASA поставило именно такую цель для первого полета американского астронавта. Однако в конце 1960 года из советских экспериментов — несколько спутников большой массы (эквивалентной массе летной кабины человека) и живые существа на орбите — американцам стало ясно, что соперник их опережает, и именно тогда возникла идея разветвить программу в двух альтернативных направлениях: продолжить подготовку к орбитальному полету и в качестве отдельного направления готовить суборбитальный полет человека. В НАСА считали, что общественность успокоится, если, хотя Америка находится в явно невыгодном положении в орбитальных полетах, которые рассматривались всеми как очевидный «реальный» вариант, путь к этому будет строиться поэтапно, и первый этап (прыжок в космос) будет выигран. Поэтому ракета Redstone, изначально предназначенная только для испытаний, и капсула Mercury собираются в процессе, в котором трехступенчатый прыжок в космос, сначала в автоматическом режиме без пассажира, затем с обезьяной и, наконец, с космонавтом, даст Советам преимущество.

Улучшение инфраструктуры

Самым важным инфраструктурным вопросом был выбор места запуска. Интересно, что хотя существует теория выбора места запуска для достижения космоса — максимально близкое расположение к экватору, — при запуске программы «Меркурий» такое место специально не искалось, Но, чтобы приспособиться к условиям, в которых было создано НАСА (космическое агентство также было создано путем концентрации экспериментов различных вооруженных сил), НАСА открыло офис связи на мысе Канаверал, одном из самых современных ракетных полигонов Министерства обороны США, армии и флота, с задачей передать в НАСА военные испытания, которые там проводились. Учитывая, что на мысе Канаверал уже существовала военная база для ракет Redstone, стартовая площадка для полетов Mercury также была назначена для этой базы, несмотря на то, что НАСА было гражданской организацией, а мыс Канаверал — военной базой.

В рамках подготовки к пилотируемым космическим полетам НАСА получило S-ангар, построенный ВВС в 1957 году (сначала он использовался для обслуживания и хранения самолетов), а затем переданный программе Vanguard Военно-морской исследовательской лаборатории для проведения дальнейших экспериментов. В 1959 году было также достигнуто официальное соглашение между владельцем объекта, Министерством обороны, и НАСА о передаче ангара и связанной с ним инфраструктуры. С тех пор здесь принимали космические аппараты «Меркурий» с производственной площадки. Позже он использовался для программы «Джемини» и продолжал использоваться до создания космического корабля «Шаттл».

Основной вспомогательной инфраструктурой для полетов были стартовые площадки. Два из них также были предназначены для НАСА, следуя логике поглощения предыдущих экспериментов. LC-5 (стартовый комплекс) стал стартовой площадкой для ракет Redstone, а LC-14 — для ракет Atlas (и ракет Big Joe, использовавшихся в испытаниях). Карьера LC-5 началась в 1956 году под эгидой ВВС (станция ВВС на мысе Канаверал), когда он использовался для испытаний баллистических ракет средней дальности «Юпитер» на мысе, а затем был заменен на Juno II, эволюцию «Юпитеров», которые использовались для вывода спутников на орбиту. Затем НАСА была предоставлена стартовая площадка для запуска ракет Redstone, сначала в автоматическом режиме, затем с обезьяной и, наконец, с человеком.

История LC-14 немного сложнее. Стартовая площадка была построена в 1957 году для запуска военных ракет Atlas, а в 1959 году переоборудована для запуска ракет Atlas-D и космических запусков. В то время он считался единственной стартовой площадкой, предназначенной для ракет Atlas, поэтому программа Mercury не могла располагать им эксклюзивно, а должна была делить его со спутниками MIDAS, испытательными запусками Big Joe и другими запусками межконтинентальных ракет, прежде чем он мог оказаться исключительно в руках NASA. Позже отсюда стартовали все запуски Mercury-Atlas, а позднее отсюда же стартовали и запуски Atlas-Agena.

Дальнейшее планирование было необходимо для разработки посадки и последующих спасательных операций, а также для управления поддержанием радиосвязи во время полета. ВМФ был выбран для выполнения обеих задач одновременно.

На пресс-конференции в Вашингтоне 9 апреля 1959 года НАСА представило общественности семь человек, которые после тщательного медицинского и психологического тестирования были отобраны для того, чтобы стать первыми людьми, отправившимися в космос. Одновременно с их представлением публика узнала новое слово: астронавт (в американской терминологии — астронавт, которое уходит корнями в греческую мифологию, ассоциируясь с аргонавтами, и буквально означает звездный моряк).

Но публичному представлению предшествовал длительный, секретный проект отбора. Тщательность отбора была основана на медицинских предположениях, что будущие космические путешественники столкнутся со смертельной опасностью: предусматривалось разрушение орбиты в невесомости, считалось, что люди не смогут есть и пить без гравитации, но подозревались и психологические трудности, и своего рода космическое безумие, которое может овладеть одиноким космическим кораблем, делая его неспособным управлять им. Чтобы противостоять этим опасностям, была разработана система отбора кандидатов с высоким уровнем здоровья и психологической подготовки.

Выбор

Отбор кандидатов в астронавты проводился по указанию президента Эйзенхауэра — и был несколько изменен по сравнению с требованиями, изложенными Целевой группой по космосу — военным летным корпусам было предложено составить список потенциальных кандидатов. В общей сложности 508 потенциальных кандидатов прошли отбор в Вашингтоне, из которых 110 пилотов были отобраны как подходящие кандидаты (в список вошли пять морских пехотинцев, 47 пилотов ВМС и 58 пилотов ВВС, при этом никто из ВВС армии не был признан подходящим). На втором этапе отбора кандидаты были разделены на три основные группы, и первые 35 были направлены в Вашингтон для проведения собеседований в начале февраля 1959 года под подпиской о неразглашении. Чарльз Донлан, возглавлявший проект от имени Целевой группы по космосу, с удовлетворением отметил, что подавляющее большинство кандидатов с нетерпением ждали возможности принять участие в программе «Меркурий». Это было связано с тем, что для программы требовались добровольцы, а не с тем, что перспективных пилотов нельзя было подвести к выполнению задания. Через неделю после интервью первой группы вторая группа прибыла в Вашингтон и прошла собеседование. Доля добровольцев среди тех, кто был признан подходящим, была настолько высока, что не было необходимости привлекать третью группу (тем более, что первоначально планировавшийся контингент из 12 человек был сокращен до 6). После собеседований с двумя группами 69 человек прошли отбор.

Несмотря на четкие физические параметры, шесть из 69 были отклонены из-за слишком высокого роста. Наконец, 56 кандидатов были отклонены из-за дополнительных отказов от участия в общем, техническом и психологическом тестах второго тура. Затем число отобранных было сокращено до 32 человек, которые были взяты космической оперативной группой для прохождения детальных медицинских тестов, включая специальные элементы, в клинике Лавлейс в Альбукерке, штат Нью-Мексико, а затем в аэромедицинской лаборатории базы Райт-Паттерсон.

В течение одной недели, начиная с 7 февраля 1959 года, кандидаты проходили шестиэтапное, всеохватывающее, многодневное медицинское обследование в клинике Лавлейс. Сначала изучается история болезни кандидатов, затем проводятся подробные общие медицинские тесты, такие как проверка зрения, ЭКГ и рефлексов, колоноскопия и анализы крови или спермы. Затем был проведен полный спектр рентгеновских исследований, от рентгена зубов до рентгена желудка. Следующим этапом были тесты на физическую работоспособность, которые включали в себя проверку сердечной деятельности на велоэргометре, измерение жизненной емкости легких и измерение плотности тела. В конце недельных тестов данные были обобщены и занесены в медицинские карты каждого кандидата.

Сразу после клинических испытаний группа перебазировалась на базу ВВС Райт-Паттерсон для проведения стресс-тестов в период с 16 февраля по 27 марта 1959 года. Эти тесты были разработаны для оценки психологической и физической устойчивости кандидатов к стрессу. Физические испытания включали простые упражнения с нагрузкой на лестнице или беговой дорожке, или испытания в центрифуге, требующие высокой выносливости, или многоосевые упражнения с вращающимся креслом, знакомые пилотам по аэромедицинским обследованиям. В параллельных психологических тестах кандидатов тестировали с помощью неожиданных или неприятных стимулов, таких как тесты с тепловой или холодной водой или упражнения в темной камере. Психологические тесты также включали тест Роршаха, который в иных случаях вызывает сомнения в достоверности.

В конце серии тестов в Райт-Паттерсоне, в конце марта 1959 года, Комитет по выдвижению кандидатов выдвинул 18 кандидатов, полностью отвечающих медицинским требованиям. Отборочный комитет космической целевой группы собрался 1 апреля 1959 года, и из 18 подходящих кандидатов семь были отобраны для подготовки астронавтов. Эта группа была объявлена НАСА 2 апреля 1959 года, а затем 9 апреля 1959 года в Вашингтоне была представлена как «Меркурий-7» (Mercury Seven) — будущие астронавты США, и с этих семи пилотов началась подготовка астронавтов.

Оригинальные недели

Следующая группа, известная в прессе как «Меркурий-7», приступила к тренировкам:

Шесть из них поднялись в космос в рамках этой программы (Слейтон был исключен из группы в 1962 году из-за проблем с сердцем и полетел по программе «Союз-Аполлон» только в 1975 году после операции на сердце).

Кандидаты в астронавты вышли в центр внимания со своей презентацией. А также естественный интерес публики — в то время вряд ли существовала более экзотическая профессия, чем «астронавт». Само НАСА еще больше повысило популярность своих кандидатов, поощрив сделку между астронавтами и крупным американским журналом, который купил права на публикацию рассказов об астронавтах за предложение в 500 000 долларов. В рамках сделки он опубликовал свои репортажи о жизни астронавтов в серии Life, а также их биографии. В этой серии статей, которая выходила в 28 номерах с 1959 по 1963 год, Life создал нового американского героя, изображая астронавтов как своего рода «повседневных супергероев», приукрашивая их биографию и изображая их повседневную жизнь вне тренировок в американском стереотипе.

Помимо «Недели Меркурия», для первых семи астронавтов НАСА использовались еще два названия — оба посмертно. Одно из них было «Группа астронавтов 1», которое НАСА использовало впоследствии, когда начало набирать дополнительные группы астронавтов для программы «Джемини», а затем для программы «Аполлон», и хотело различать группы, отобранные в разное время. Но не только НАСА, но и сами астронавты отличились, дав собственное имя группе, и так «Оригинальная семерка» стала известным и позже наиболее публично используемым названием группы, также чтобы отличить ее от других (таких как «Новая девятка», набранная в 1962 году, или «Четырнадцать» в 1963 году).

Читайте также, биографии — Рави Варма

Подготовка космонавтов

Подготовка была очень похожа на программу отбора на авиабазе Райт-Паттерсон: они отрабатывали профили взлета и входа в атмосферу в симуляторах центробежного ускорения, тренировались в чемодане, в тепловой камере или в камерах с углекислым газом, или поддерживали свою физическую форму различными видами спорта. Но были и совершенно новые области. Они осмотрели заводы различных поставщиков, узнав о создаваемом оборудовании, посетили мыс Канаверал — отправную точку для будущих космических полетов, и отправились в Акрон, чтобы увидеть завод по производству скафандров. Они также начали процесс специализации: Карпентер, например, благодаря своему военно-морскому опыту, стал экспертом по системам связи и навигации космического корабля, Гриссом погрузился в систему управления и электромеханические системы «Меркурия», а Гленн помогал с приборной панелью кабины. Обучение включало в себя летные упражнения в дополнение к вышеуказанным испытаниям. С одной стороны, они продолжали свои прежние полеты на высокоэффективных истребителях, чтобы поддерживать свои летные навыки, а с другой стороны, они тренировались в невесомости, с которой им предстояло столкнуться, совершая параболические полеты на самолете НАСА C-131, который был разработан специально для этой цели.

Всего было построено двадцать «Меркуриев», три запуска оказались неудачными, пять были выведены на баллистическую орбиту, а шесть — на орбиту Земли. Было проведено шесть экспериментов с людьми, два из них — только на баллистической орбите. Космический корабль позволял одному человеку летать в космосе в течение 24 часов, максимум 36 часов. Химические батареи были рассчитаны на 1500-3000 ватт-часов (Вт-ч), в зависимости от задачи. Он имел форму колокола, высотой 3,4 метра, включая ракеты-носители, с максимальной шириной 1,9 метра. Он имел двустенную конструкцию, внешний корпус был выполнен из никелевого сплава, внутренний — из титанового сплава, а между ними находился изоляционный материал из керамического волокна. Спасательная ракета была установлена в носовой части. Высота спасательной вышки составляет 6,2 метра. Стабилизирующий парашют и стабилизирующий инфракрасный искатель горизонта были установлены в корпусе антенны. Диаметр кабины составляет 1,9 метра, высота — 1,5 метра. Во время службы астронавт выполнял необходимые задачи в сидячем положении, практически без движения.

Алан Шепард был первым американцем, отправившимся в космос на космическом корабле Freedom 7, совершив суборбитальный космический прыжок. Джон Гленн стал первым американцем, совершившим орбитальный облет Земли на космическом корабле «Дружба-7». Советский Союз также превзошел американцев в пилотируемых космических полетах по программе «Восток».

Читайте также, биографии — Климент VII

Испытательные полеты беспилотных летательных аппаратов

Первой попыткой программы «Меркурий» должен был стать «Малыш Джо-1», если бы этому не помешала неполадка. Эксперимент проводился даже не на мысе Канаверал, а на острове Уоллоп, и инженеры хотели посмотреть, как поведет себя спасательная шлюпка, особенно в момент максимального динамического давления (максимальное сопротивление при взлете). Для этой цели было достаточно ракеты Little Joe, так как она могла имитировать нужное динамическое давление, затем на этой ракете-носителе была построена модель космического корабля «Меркурий» и, наконец, единственная законченная часть системы — спасательная башня.

Однако в 1959 году запланированный полет потерпел полную неудачу. 21 августа 1959 года: за 35 минут до запланированного запуска, когда автоматика и самоуничтожение были подключены к источнику питания собственной батареи, неожиданно сработали заряды взрывчатки, разделяющие блоки космического корабля — готовившийся к запуску экипаж начал паническое бегство — и в итоге спасательная вышка (правильно определившая нештатную ситуацию) была запущена с присоединенным макетом космического корабля, а ракета осталась на стартовой площадке. Затем спасательная ракета образцово выполнила свою работу, доставив Меркурий на необходимую высоту около 600 метров и спустив его там. Отчет о тестировании был завершен менее чем за месяц, а причина отказа была определена как так называемый «блуждающий ток», вызванный неправильной обмоткой.

В дополнение к серии экспериментов «Маленький Джо» на острове Уоллоп (которые, по сути, должны были доказать работоспособность спасательной ракеты), НАСА также начало испытания другого важного компонента — теплозащитного экрана. Для этого требовалась более мощная ракета-носитель, так называемая ракета Big Joe. По сути, «Большой Джо» был ракетой «Атлас». В эксперименте «Большой Джо» серийная ракета-носитель Atlas-10D была сопряжена с неработоспособным, но эффективным по массе и размерам космическим кораблем Mercury, а сам корабль был оснащен тепловым экраном (который нагревается при входе в атмосферу, сгорает, горит, медленно распадается, но эффективно распределяет тепло), выбранным после длительных дебатов по проекту.

Запуск состоялся 9 сентября 1959 года с мыса Канаверал, стартовая площадка 14. Во время полета все работало идеально примерно до двухминутной отметки, когда управление получило сигнал об ошибке на телеметрии: отделение ступени не произошло. Поскольку ступень продолжала лететь как мертвый груз, не было никаких шансов, что космический корабль достигнет запланированной высоты и скорости. Поскольку ступень ракеты осталась на космическом корабле (тем самым была нарушена основная цель теплозащитного экрана), управление должно было играть с реактивными движителями управления (по существу, небольшими вспомогательными движителями, которые выполняют управление), чтобы сбить ракету, что в конечном итоге удалось, хотя топливо для управления было полностью израсходовано. Космический аппарат «Меркурий» в конце концов достиг максимальной высоты 140 км и после полета на расстояние 2292 км достиг Атлантического океана, где спасательные команды обнаружили его относительно неповрежденным после нескольких часов поисков.

4 октября 1959 года состоялось следующее испытание «Меркурия» — снова на острове Уоллоп, который в то время не имел обозначения и только позже получил обозначение Little Joe 6. Испытание было, по сути, шагом назад по сравнению с неудачной первой попыткой, единственным общим моментом было то, что использовалась та же ракета-носитель, которая была оставлена на стартовой площадке в августе. Что касается целей летных испытаний, то шаг назад означал, что единственными испытаниями были проверка пригодности ракеты, а также летных характеристик и прочности космического аппарата. Для этого вместе с ракетой была собрана космическая капсула достаточной массы и размера, но без систем и поэтому неработоспособная, а также столь же неработоспособная спасательная башня.

В ходе эксперимента Маленький Джо поднял конструкцию высотой 16,5 метра и весом 20 тонн на высоту 65 километров, где в конце полета, длившегося две с половиной минуты, система управления запустила самоуничтожение, как и было запланировано. Куски космического корабля упали в океан в 115 километрах от него. Эксперимент был признан успешным.

На острове Уоллоп эксперименты проводились непрерывно: ракеты «Маленький Джо» запускались каждый месяц и по сей день. Таким образом, 4 ноября 1959 года был запущен Little Joe 1A, в точности повторяющий неудачный полет Little Joe 1. Цели были те же, полет был направлен на проверку пригодности спасательной ракеты, с добавлением как можно большего количества данных о парашютной системе. Капсула, предназначенная для полета, снова оказалась неработоспособным макетом, в котором уцелела только спасательная ракета. На эксперименте присутствовала и пресса, после короткой битвы, в которой журналисты боролись за получение информации о полете из первых рук (поэтому сотрудники НАСА заранее провели для прессы подробный «инструктаж», чтобы любые перерывы в обратном отсчете не были освещены как ошибка или неудача).

4 ноября LJ-1A наконец-то совершил частично успешный полет. Ракета подняла космическую капсулу в воздух, казалось бы, без заминок, но спасательная ракета развернулась только через 10 секунд после точки максимальной динамической нагрузки. Парашютная система функционировала безупречно, как и спасательные операции, поэтому вторичные и третичные оперативные цели были выполнены на 100%. Причина неисправности спасательной ракеты не была раскрыта, высказывались лишь предположения. Неудача привела к повторению эксперимента.

Little Joe 2 был запущен со своего обычного места на острове Уоллоп 4 декабря 1959 года и был значительно улучшен по сравнению с предыдущей попыткой. Хотя LJ-1A не имел безоговорочного успеха, экспериментаторы все же добавили живой полет к эксперименту «Маленький Джо-Меркурий». Им было интересно посмотреть, как поведет себя такой простой организм, как маленькая медная обезьянка, под воздействием движения космического корабля, невесомости и радиации на больших высотах. Позже они планировали запустить дополнительный биологический пакет: зерна овса, нейроны крысы, культуры тканей и жуки были подготовлены для путешествия с обезьяной.

Запуск состоялся в присутствии двух новых кандидатов в астронавты — Алана Шепарда и Вирджила Гриссома. Маленький Джо поднял «Меркурий» на высоту 30 000 метров, а стартовавшая спасательная ракета подняла высоту еще больше, доставив капсулу на 84 000 метров, прежде чем она свободно упала с мертвой точки. В итоге пиковая высота оказалась почти на 30 000 метров ниже запланированной, что было вызвано неправильным расчетом тяги. В итоге обезьяна Сэм пережил только 3 минуты невесомости вместо запланированных 4. В конце примерно 6 часов метаний и переворачиваний спасателям удалось вытащить маленькую обезьянку из моря в целости и сохранности, после плавного приземления. Эксперты объявили все предварительные цели успешными и были в восторге — особенно от прекрасно функционирующей пусковой установки «Маленький Джо» — хотя позже мнения стали более нюансированными, в частности, биологи жаловались на менее чем удовлетворительные результаты эксперимента на животных. Однако главная цель была достигнута, и спасательная ракета оказалась идеально приспособленной для возможного аварийного спасения космического корабля с живыми существами — даже людьми — на борту.

Путешествие обезьяны Сэма повторило не совсем удачные полеты Little Joe 1 и 1A, с тем небольшим отличием, что на космическом корабле снова был «кто-то» — мисс Сэм, маленькая самка медной обезьяны. 21 января 1960 года с острова Уоллоп была запущена еще одна ракета Little Joe, и на этот раз она наконец-то показала себя так, как ожидалось. Ракета не дотянула до запланированной высоты менее 15 километров и достигла скорости более 3 200 км.

Единственной настоящей новинкой полета было упражнение по спасению, в ходе которого инженеры смоделировали аварийную ситуацию на высоте выгорания Little Joe и запуск спасательной ракеты. Операция прошла без заминок, и еще 75 м

В феврале 1960 года на совещании в Лос-Анджелесе НАСА приняло решение (в некоторой степени основанное на испытаниях «Маленького Джо» и «Большого Джо») об окончательной конфигурации космического корабля «Меркурий», ракеты «Атлас» и спасательной ракеты и планировало реализовать ее с помощью окончательной конфигурации. Окончательность — и, возможно, наличие рабочего оборудования — также проявилась в том, что полет был задуман не как «Большой Джо», а как финальный «Меркурий-Атлас-1». Поэтому для полета они взяли заводскую космическую капсулу № 4 компании McDonnell и установили на нее дополнительное оборудование и приборы. Космический корабль в окончательной сборке больше напоминал измерительную мастерскую, чем функциональный космический аппарат, учитывая отсутствующие системы (жизнеобеспечение, кресло пилота, приборная панель, рулевые тяги и т.д.), которые еще не были установлены.

Параметры, которые необходимо проверить перед полетом

24 июля были установлены параметры, которых должен достичь космический аппарат (5700 м

Через минуту после запуска все контакты с ракетой были потеряны. За секунду до того, как передача прервалась, по телеметрии был получен сигнал, что разница давления между топливным баком и баками с жидким кислородом внезапно прекратилась. Поскольку визуальный контроль через облако отсутствовал, невозможно было узнать, был ли этот сигнал причиной проблем или их конечным результатом, в результате которого баки были уничтожены, но по сигналам было ясно, что ракета и космический корабль были уничтожены. Причины было трудно раскрыть, хотя спасательным командам удалось найти в море разбившуюся ракету и космическую капсулу «Меркурий». Причину сбоя установить не удалось, но НАСА решило повторить полет, только загрузить космический корабль приборами для следующего испытания.

Разработка эксперимента Little Joe 5 началась примерно за год до запланированного запуска, и первоначальная идея заключалась в том, чтобы запустить первую действующую космическую капсулу Mercury или спасательную ракету, включив в нее специальный «пакет», содержащий шимпанзе среднего размера, для проверки поведения космического корабля и его обитателя при максимальном Q. Однако задержки с посадкой космической капсулы, проблемы с так называемым «скрепляющим кольцом», соединяющим космический корабль и ракету, и встроенной в него пиротехникой разделения задержали подготовку, поэтому Роберт Гилрут решил (с согласия инженеров STG) вывести полет шимпанзе из целей планирования, чтобы экипаж мог больше сосредоточиться на технических вопросах. Позже возникли дополнительные проблемы с установкой баков для гелия и перекиси водорода, что привело к дальнейшим задержкам. Кроме того, возникли дополнительные проблемы с весом летательного аппарата, что повысило вероятность нежелательной посадки в Африке.

В итоге запуск был назначен на 8 ноября 1960 года. В этот день эксперимент закончился полным провалом. Ракета поднялась с острова Уоллоп в 10:18 по местному времени (15:18 UTC) и была уничтожена всего через 16 секунд полета. Затем спасательная ракета была запущена раньше времени, в то время как ракета-носитель еще разгоняла космический корабль, но все компоненты остались в сцепленном состоянии, отклонились от курса и упали в море. Капсула поднялась на высоту всего 16,2 км и упала в море в 20,9 км от места запуска, что намного меньше заданной дальности. Позже спасатели извлекли из моря часть обломков для дальнейшего анализа.

Во второй половине 1960 года в НАСА возникла идея — отчасти из опасения, что Советы их опередят, а отчасти для экономии средств — разделить эксперименты и в дополнение к орбитальному полету на ракете Atlas выполнить так называемый космический прыжок (полет по баллистической орбите) на ракете меньшей мощности, который будет космическим полетом только в том смысле, что он пересечет линию Кармана. Была выбрана ракета Redstone, на вершине которой был построен космический корабль Mercury для испытания прыжка в космос.

Для проверки нового профиля полета инженеры планировали совершить полет на полноразмерной космической капсуле Mercury (заводской образец № 2) с ракетой-носителем Redstone (обозначение MR-1) и полноразмерной аварийной башней. Планировалось использовать эту комбинацию оборудования для проверки системы автоматического наведения и посадки космического аппарата, а также наземной инфраструктуры запуска, спасения и слежения. Кроме того, они также хотели проверить работу системы обнаружения прерывания полета (система была настроена на обнаружение и сообщение о ситуации прерывания полета системе управления, но не на само прерывание полета).

Первоначально запуск был запланирован на 7 ноября 1960 года, но в гелиевой системе была обнаружена неисправность (давление неожиданно упало до четверти от нормального значения), поэтому запуск пришлось отложить, космический корабль и теплозащитный экран демонтировать из Редстоуна, устранить неисправность (заменив резервуары и переподключив провода) и снова собрать аппарат. Новый запуск был запланирован на 21 ноября 1960 года. Это был первый случай, когда для руководства полетом использовался центр управления Меркурия.

Запуск состоялся в 9:00 по местному времени (14:00 UTC) со стартовой площадки LC-5. Удивленные диспетчеры увидели в перископ нового центра управления, что ракета взревела, потом вдруг рев прекратился, ракета дернулась, затем осела на хвостовую плоскость, и на стартовой площадке воцарилась тишина. Сразу же после этого спасательная ракета запускается и улетает, но оставляет космическую капсулу на вершине ракеты. Через три секунды после отлета аварийной ракеты парашют капсулы раскрывается и накрывает капсулу, наполовину развернувшись. Ситуация стала довольно опасной из-за неисправности системы: полностью загруженная ракета стояла на стартовой площадке без всякой страховки, полагаясь только на силу тяжести, а парашют висел над боком всей сборки, угрожая быть снесенным небольшим порывом ветра.

Эта неудача в итоге вошла в отчеты как «полет на четырех дюймах» (другие резюмировали это событие как «мы запустили только спасательную ракету»). Во-первых, командование выбрало один из нескольких вариантов — подождать, пока не разрядятся батареи, необходимые для питания систем ракеты, чтобы жидкий кислород мог медленно выкипеть и к взрывоопасной ракете можно было подойти. Начавшийся поиск неисправностей вскоре выявил причину проблемы: во время запуска различные кабельные разъемы отсоединялись от ракеты в разной последовательности, и неправильный кабель (более короткий кабель от другого типа Redstone) был вытащен из ракеты в неправильном порядке, поэтому двигатель определил это как команду выключения и остановил процесс запуска задолго до его завершения. Как только неисправность была выявлена, было решено повторить испытание.

Менее чем через месяц после неудачной попытки НАСА было готово совершить еще один прыжок в космос. Полет Mercury-Redstone-1A был полным повторением неудачной попытки 19 ноября. Космический аппарат был тот же (заводской номер Nr.2), что и демонтированный с MR-1, а ракета, использованная для сборки, была MRLV-3. Цель полета осталась прежней: проверить работоспособность системы автоматического наведения и посадки и системы прерывания полета с использованием действующей космической капсулы, ракеты и аварийной башни.

Запуск состоялся 19 декабря 1960 года, когда ракета Redstone поднялась со стартовой площадки LC-5 на мысе Канаверал в 11:15 утра (16:15 UTC), двигатель работал 143 секунды, в итоге космический аппарат был поднят на высоту 210 километров (210 миль) и приземлился в Атлантическом океане в 378 километрах (378 милях) от места запуска. Максимальная скорость в конце полета составила 7900 км

После успешного полета «Меркурий-Редстоун-1А» НАСА сразу же перешло к полетам на ракете «Редстоун», поскольку она предлагала самый быстрый способ для Соединенных Штатов опередить Советы. Следующим шагом было совершить полноценный прыжок в космос на полностью оборудованном космическом корабле, но сначала с обезьяной на борту, своего рода генеральная репетиция перед полетом человека, чтобы можно было изучить воздействие на живые организмы. Цели Mercury-Redstone-2 были определены соответствующим образом. Однако вместо макак-резусов, уже использовавшихся в экспериментах с Маленьким Джо, для полета был выбран шимпанзе — примат с более человекоподобным телосложением. На базе ВВС Холломан уже была создана колония из 40 обезьян для проведения экспериментов, и одна из них была выбрана для полета. Выбранная обезьяна родилась в Камеруне в 1956 году и была перевезена в Америку в 1959 году, а для проведения эксперимента оригинальный Чанг («инвентарный номер» был изменен с 65 на Хам. Ham не имел первоначального английского значения «ветчина», а был аббревиатурой, составленной из инициалов Аэрокосмического медицинского центра Холломана, в котором проводился эксперимент. Новым для Хэма, по сравнению с предыдущим полетом, была необходимость разработать тесты для проверки не только жизненно важных функций, но и реакции организма на невесомость и последствия космического полета. Наиболее важным из этих тестов было подвергнуть животное воздействию различных звуков и

Двадцать ветеринаров и смотрителей с шестью лучшими животными, отобранными на базе Холломан, были переведены на мыс Канаверал 2 января 1961 года, где им выделили отдельное отделение. На новом месте сначала начался период акклиматизации, поскольку обезьяны были перемещены с высоты Холломана, составляющей около 1500 метров над уровнем моря, на уровень моря, так что измеренные показатели здоровья обезьян изменились по объективным причинам. Затем животных разделили на две отдельные группы, где членам двух групп не позволяли контактировать, тем самым предотвращая возможное инфекционное заболевание, охватившее всех кандидатов одновременно. В период, предшествующий запуску, шимпанзе ежедневно практиковались в выполнении заданий, которые они изучили на базе Холломан, только на этот раз световые и звуковые сигналы и реагирующие руки были встроены в модель кабины «Меркурия» в натуральную величину, чтобы животные могли привыкнуть к новой «рабочей среде». За день до запуска член космической целевой группы и ветеринар из голландской команды осмотрели животных и выбрали наиболее подходящего кандидата — Хэма. Шимпанзе, назначенному для полета, также был назначен дублер — самка по имени Минни. Для двух отобранных образцов процесс взлета начался за 19 часов до запланированного запуска, когда на них установили биосенсоры для измерения жизненных показателей и накормили диетой. За семь с половиной часов до старта был проведен заключительный медицинский контроль. За четыре часа до взлета два животных были помещены в специально разработанные для полета герметичные кресла и доставлены на стартовую площадку.

Запуск Mercury-Redstone-2 состоялся 31 января 1961 года в 11:55 (16:55 UTC), после ряда задержек запуска из-за проблем (заклинило лифт стартовой площадки, слишком много людей без необходимости присутствовало на стартовой площадке, одной системе потребовалось на 20 минут больше времени, чтобы успокоиться, и застряла крышка одного из разъемов ракеты). Путешествие шимпанзе было далеко не беспроблемным. Через минуту после запуска телеметрические данные зафиксировали отклонение траектории на 1 градус, и это отклонение увеличивалось. Ускорение продолжалось 137 секунд, после чего автоматический двигатель ракеты отключился, как и было запрограммировано. Спасательная ракета определила отключение двигателя как сбой, но вместо того, чтобы отключиться, она включилась и продолжила подъем капсулы. Отказ спускаемой ракеты привел к чрезмерному ускорению космического корабля, в результате чего запланированное расстояние около 7081 км было превышено.

Несмотря на трудности, обезьянка отлично справилась со своей работой. Как и в случае с наземной подготовкой, он должен был дергать рычаги по различным сигналам и промахнулся только дважды из 50 раз (опять же, наказанный небольшим ударом током). При посадке еще одна проблема стала очевидной для управления. Сбой произошел во время отделения ракеты и ложного запуска спасательной ракеты, тормозные бустеры, используемые для окончательного задания траектории при посадке (которые были собраны в «пакет» и пристегнуты к нижней части кабины для легкого отсоединения в конце торможения), были преждевременно отсоединены. Поэтому маневр торможения не произошел в верхней части траектории. Затем капсула вернулась в атмосферу, и из-за многократного изменения траектории Хэм подвергся воздействию 14,7 G при максимальном замедлении. Проблемы не покинули космический корабль во время спуска. Хэм упал в Атлантический океан после 16 минут 39 секунд полета, в 679 километрах от места запуска и в 90 километрах от ближайшего ожидающего корабля, эсминца USS Ellison. Во время посадки кабина была повреждена, теплозащитный экран был оторван, произошла утечка, и вода начала заливать кабину, угрожая затопить ее. Поисково-спасательный самолет P2V, направленный для наблюдения за посадкой и определения местоположения кабины в воде, обнаружил кабину Mercury перевернутой в воде через 27 минут после посадки. Затем командование приказало ВМС заказать вертолеты для скорейшего спасения, так как подъем лодки занял бы не менее 2 часов. Ближайший вертолетоносец USS Donner отправил поисково-спасательный вертолет, который в итоге поднял тонущую космическую капсулу. По оценкам пилотов, к моменту восстановления кабины в ней скопилось около 360 литров воды. Помимо повреждения стенки кабины, вода попала в кабину через клапан (тот самый клапан, через который выходил воздух на начальном этапе полета и оставался открытым). После извлечения вертолет перевез кабину на судно USS Donner, и на борту была открыта дверь. Морские пехотинцы обнаружили Хэма пристегнутым к своему сиденью, целым и невредимым. Животному, которое было в хорошем состоянии, дали яблоко и апельсин с камбуза, которые он со смаком съел.

Миссия Хэма не была однозначно успешной, поэтому было необходимо внести изменения в ракету и проверить ее функциональность в еще одном испытательном полете перед пилотируемым полетом в космос.

Между тем, прогресс был достигнут и в другом направлении эксперимента — орбитальном полете. Главное было сделать ракету Atlas космически пригодной для программы Mercury, которая потерпела впечатляющую неудачу с Mercury-Atlas-1. В ходе расследования аварии подозрения были сосредоточены на конструкции ракеты как на возможном источнике отказа. Atlas — это так называемая керосино-кислородная ракета (т.е. использующая керосин RP-1 в качестве топлива и сжиженный кислород в качестве окислителя), первый успешный запуск которой состоялся 17 декабря 1957 года в качестве военной баллистической ракеты. Философия проектирования конструкции была совершенно уникальной, инженеры использовали так называемый метод «газового шара»: баки космического аппарата были изготовлены из нержавеющей стали тоньше бумаги и заполнялись по скорости их эвакуации газом гелием под давлением 170-413 кПА, что обеспечивало структурную прочность всей ракеты. По словам испытателей, ракета взорвалась или развалилась из-за недостаточной прочности конструкции, поэтому следующая ракета Atlas получила стальную ленту (на сленге астронавтов известную как скрепляющий тормоз или пояс) в качестве усиления, чтобы компенсировать структурную слабость «тонкостенной» версии. Сначала ремень был испытан в лаборатории и аэродинамической трубе и признан подходящим, но между Космической целевой группой, ВВС и Convair долго шли дебаты о том, является ли он подходящим решением. В конце концов, большинство членов STG и Convair рекомендовали Джеймсу Уэббу, новому главе НАСА, дать разрешение на полет (Уэбб, будучи руководителем нескольких дней, рисковал пойти против ВВС, которые имели больше опыта в эксплуатации ракеты и были противниками эксперимента, и взвалить все последствия неудачи на себя и НАСА).

Однако, как ни странно, в качестве меры предосторожности инженеры не указали орбитальное испытание, а только суборбитальное — по сути, ракета должна была просто разогнать капсулу Mercury до автоматического прыжка в космос. Решение Уэбба было принято, и ракета, пилотируемая ракета и спасательная ракета были быстро собраны и готовы к запуску. 21 февраля 1961 года в 9:28 (14:28 UTC) космический аппарат был запущен без заминок под наблюдением контролеров из местного центра управления. Несколько человек едва осмелились дышать во время запуска, и были слышны вздохи облегчения, когда после 1 минуты полета ракета и космический корабль прошли зону максимального Q и продолжили ускорение, как и планировалось. Телеметрия последовательно показывала отключение ракеты-носителя, отделение космического корабля от ракеты, отделение башни спускаемого аппарата, переворачивание космического корабля на тормозное зажигание, маневр торможения и, наконец, отделение тормозного пакета. В этот момент радиосвязь была потеряна из-за расстояния, но вскоре уходящий корабль USS Greene сообщил, что он принимает сигналы от возвращающейся капсулы и ракеты, и что он визуально следит за входом в атмосферу. В районе посадки (эллипс диаметром 20×40 миль с погрешностями) американский корабль «Доннер» ожидал прибытия космического корабля. Эсминец обнаружил космический корабль, и посланные спасательные вертолеты подняли Меркурия на борт в течение 24 минут. Попытка увенчалась полным успехом.

Инженеры считали жизненно важным проверить поведение системы космического корабля в диапазоне максимального динамического давления (max Q) и рассчитывали добиться прогресса в этой области, повторив неудачный полет Little Joe 5 (несмотря на то, что данные испытаний Mercury-Atlas уже были доступны). Именно поэтому повторение LJ-5 было целенаправленным, особенно в свете того факта, что при попытке «левосторонней» попытки не удалось четко определить причину неудачи.

18 марта 1961 года в 11:49 (16:49 UTC) с острова Уоллоп был запущен Little Joe 5, но на этот раз все сработало неправильно. Всего через 20 секунд после старта и за 14 секунд до истечения установленного времени снова включилась аварийная ракета, космический корабль отделился от ракеты и почти врезался в нее, а затем на парашюте спустился в океан. В итоге капсула приземлилась в 28 километрах от назначенной точки посадки с немного поврежденным парашютом. Согласно послеполетному анализу, динамическое давление (сопротивление) оказало такую силу деформации на конструкцию космического корабля, что скручивание фюзеляжа вперед и назад в конечном итоге привело к засорению электроники, которая выдала ложную команду прерывания полета. Эксперимент снова оказался неудачным или, по крайней мере, частично удачным.

Полет Хэма не был однозначно успешным, настолько, что полет Алана Шепарда на ракете Mercury-Redstone-3 не должен был последовать, но Вернер фон Браун, директор Центра космических полетов НАСА имени Маршалла, был вынужден внести изменения в ракету и проверить работоспособность изменений в другом испытательном полете. Тем временем между конструктором ракеты и начальником пресс-службы возникли разногласия по поводу того, как представить общественности вопросы безопасности первого астронавта США. Коммуникационная политика НАСА заключалась в том, что ни один астронавт не будет допущен в космос, пока они не смогут на 100% гарантировать надежность аппаратуры для безопасного возвращения пассажира, в то время как фон Браун сказал, что риск — это риск, который нужно принять, и что он определенно существует, и что он больше, чем вождение автомобиля по дорогам Америки, но уж точно не больше, чем у пилотов шаттлов, из которых вышли кандидаты. Последнему полету даже не был присвоен серийный номер, а внепланово присвоено обозначение Mercury-Redstone-BD (или Booster Development). Редстоун был заменен в общей сложности в семи местах. Одна из модификаций была направлена на предотвращение слишком быстрого разгона ракеты, что было достигнуто путем изменения небольшого сервоклапана, чтобы меньше перекиси водорода попадало в парогенератор, приводящий в действие топливные насосы, что позволило снизить мощность насосов. Также был модифицирован так называемый редуктор тяги, компонент, контролирующий количество топлива, проходящего через двигатель, который также был разработан для предотвращения чрезмерного ускорения. Другим источником проблем была вибрация верхней части ракеты, вызванная воздушными силами, поэтому были установлены четыре ребра жесткости и изменена изоляция на стенке ракеты (для проверки эффекта было установлено 65 датчиков). Еще пять выключателей были установлены для того, чтобы двигатель можно было выключить как можно точнее до того, как закончится окислитель.

Запуск также дал наземному экипажу возможность потренироваться в реальных условиях, с которыми они впоследствии столкнутся при запуске пилотируемых космических кораблей. В день запуска в 300 метрах от стартовой площадки была припаркована бронированная машина M113, в которой экипаж — включая «мастера огня», контролировавшего запуск, — занял свои места и под шум запуска ждал, пока костяной флаер сделает свою работу. Другой автомобиль — пустой грузовик, покрытый асбестом, — был припаркован в 20 метрах от дефлектора газовой струи ракеты, имитируя положение мобильной эвакуационной вышки. Во время подготовки к запуску возникла небольшая проблема: температура топлива поднялась почти до точки кипения, и часть жидкости вылилась из ракеты. Процесс заправки контролировался компьютером, который необходимо было настроить для решения проблемы.

24 марта 1961 года в 12:30 по местному времени (17:30 UTC) ракета была запущена. Ракета взлетела, как и планировалось, хотя скорость в конце стрельбы составила 26,7 м

После первого успешного испытания ракеты Atlas началась подготовка к следующему испытанию. Теперь уже точно известно, что для этого испытания будет использована усовершенствованная серийная ракета D-100 — с кабиной Mercury No 8. Усовершенствование заключалось в замене боковой стенки ракеты на более толстый материал, который обещал большую структурную стабильность, чтобы избежать аварии Mercury-Atlas-1. Первоначально планировалось, что Atlas доставит капсулу Mercury в баллистический полет над Атлантикой по длинной траектории (2 000-2 500 километров вместо 400-500 километров космического прыжка Mercury-Redstone), но после полета Гагарина план полета был полностью переписан, и теперь планировался орбитальный полет с одним оборотом. Кроме того, на космический корабль был установлен «робот», который, помимо приема различных приборов, мог имитировать дыхание с помощью специальной насосной системы для измерения нагрузок во время полета, тем самым тестируя систему жизнеобеспечения. Согласно плану Б, если бы ракета Atlas не достигла необходимой скорости, полет мог быть прерван в любой точке над Атлантикой и трансформирован в миссию, по крайней мере, близкую к суборбитальному полету, как и планировалось изначально.

Запуск Mercury-Atlas-3 состоялся 25 апреля 1961 года в 11:15 по местному времени (15:15 UTC) без каких-либо серьезных задержек, но из-за сбоя в системе управления — космический аппарат летел прямо вверх и не зафиксировался на своей орбите — его пришлось самоуничтожить на 43-й секунде полета. Единственным функционирующим блоком была спасательная ракета, которая автоматически отделила Меркурий перед взрывом «Атласа», чтобы впоследствии он мог спуститься в океан. Часть обломков Atlas, включая его систему наведения, была найдена два месяца спустя на месте крушения, глубоко погруженная в грязь, что позволило установить причину поломки.

На острове Уоллоп велась подготовка к седьмому запуску Little Joe, поскольку было признано абсолютно необходимым провести неудачные испытания LJ-5 и LJ-5A. Для этого они использовали кабину Mercury № 14, которая на этот раз была загружена еще большим количеством приборов. По первоначальному плану ракета должна была подняться по крутой траектории до высоты 15 000 м, где она могла отделиться от космического корабля, отсоединиться от спасательной башни, а парашют мог выброситься из корпуса парашюта и начать приземление. Максимальная сила Q составляет около 5000 кг

28 апреля 1961 года в 9:03 (14:03 UTC) состоялся взлет. Наблюдатели сразу же увидели, что один из двигателей Castor не запустился, что делало очевидным, что траектория будет намного ниже. В итоге ракета подняла космический аппарат на высоту всего 4500 метров, в то время как сила, обнаруженная во время максимального Q, была почти вдвое больше. Плановое прерывание полета произошло на 33-й секунде. В итоге космический корабль приземлился в 3,5 километрах от точки посадки и был поднят спасательным вертолетом без каких-либо проблем. С учетом конструкции, способной выдержать вдвое большую нагрузку, эксперимент был признан успешным, несмотря на то, что траектория была совершенно не та.

Неудача «Меркурий-Атлас-3» полностью переписала планы следующего полета. Первоначальные планы предусматривали повторение предыдущего космического полета с обезьяной на борту, но позже они были изменены на замену обезьяны роботом-астронавтом и полет с 3 орбитами вокруг Земли, который должен был быть осуществлен НАСА в апреле 1961 г. Затем, в связи с неудачей MA-3, а затем рядом задержек в производстве Atlas, эксперимент был отложен, а план полета изменен. Кроме того, было принято необычное решение использовать для полета кабину Mercury № 9: кабину № 8 упавшего в море MA-3 выловили из моря, произвели необходимый ремонт и замену, и она была установлена на вершине ракеты Atlas. Впоследствии на производстве были обнаружены заводские бракованные транзисторы, и возникло подозрение, что они могли быть использованы в «Атласе» и даже в космическом корабле, поэтому уже собранную сборку вернули в ангар и снова разобрали. Затем НАСА приказало провести как можно более тщательную проверку, поскольку США вряд ли могли позволить себе опоздать в космической гонке — особенно после достижений Гагарина и Титова — и тем более потерпеть неудачу. Дата запуска также была надолго отложена из-за проверок, в то время как наступил сезон ураганов, и подготовку пришлось дважды останавливать из-за ураганов.

Согласно новым планам, «Меркурий-Атлас-4» должен был совершить не суборбитальный, а орбитальный полет, причем только на 1 орбиту вокруг Земли. В течение этого времени можно было наблюдать за поведением ракеты и космического аппарата на протяжении всего процесса запуска (и ракеты еще в течение трех дней, пока естественное торможение не вернуло ее в атмосферу). По сути, все (разгон, отделение ракеты, торможение, возвращение в атмосферу) было очень похоже на космические прыжки, но в большем масштабе, с более высокой нагрузкой на конструкцию, более высоким тепловым экраном и большей площадью, которую должны были покрыть поисково-спасательные команды, развернутые в море.

Наконец, 13 сентября 1961 года был запущен четвертый космический аппарат «Меркурий-Атлас», который успешно совершил орбитальный полет вокруг Земли. Самый большой вопрос после запуска заключался в том, будет ли структурное усиление, обеспечиваемое утолщенной боковой стенкой, достаточным для ракеты. Хотя приборы зафиксировали сильную вибрацию в первые несколько секунд, ракета хорошо выдержала как эту нагрузку, так и последующую максимальную динамическую вибрацию (максимальная вибрационная нагрузка, называемая max Q, которая меняется в зависимости от плотности и скорости воздуха). Космический корабль недовыполнил или перевыполнил некоторые параметры полета и в итоге установился на несколько иной, но удовлетворительной орбите вокруг Земли. Во время выхода на орбиту единственная аномалия наблюдалась в системе подачи кислорода, в которой газ, необходимый для жизнедеятельности астронавта, закончился (по-видимому, из-за незначительной утечки в отсутствие пользователя) гораздо быстрее, чем планировалось. Другие системы работали удовлетворительно. В конце одиночной орбиты, в районе Гавайев, система управления замедлила космический корабль с помощью замедляющих ракет, и капсула начала вхождение в атмосферу. После 1 часа 49 минут 20 секунд полета она приземлилась в 176 километрах от Бермудских островов, где ее принял на борт эсминец USS Decatur. Полет прошел успешно, последующий анализ показал, что все операции были выполнены удовлетворительно.

Mercury-Scout-1 был отдельным экспериментом НАСА, но не для оценки возможностей и пригодности аппаратуры Меркурия, а для проверки наземной сети радиослежения для последующих полетов. Во время осуществления программы «Меркурий» геостационарных спутников связи еще не существовало, поэтому радиосвязь с орбитальными космическими аппаратами Земли осуществлялась с помощью наземных радиостанций и кораблей, патрулирующих моря вдоль предполагаемой траектории движения последующего пилотируемого космического корабля. Принцип заключался в том, что когда космический аппарат приближается к приемной станции на расстояние нескольких сотен километров, контакт устанавливается с помощью коротковолнового (RH), ультракоротковолнового (URH) или ультравысокочастотного (UHF) радиодиапазонов, а также радиолокационных сигналов C- и S-диапазонов. Вне зоны действия наземных приемных станций космический корабль летел без контакта с землей. Сами станции были связаны с центром управления НАСА наземными, подводными кабелями и длинноволновыми радиолиниями.

Планировалось использовать модифицированную ракету Scout для запуска миниатюрного спутника связи, который имитировал бы космический корабль Mercury. Спутник МС-1 весом 67,5 кг имел форму квадратного ящика, в котором находились два командных приемника, два мини-маяка позиционирования, два телеметрических маяка, радарные транспондеры S- и C-диапазонов и антенны; приборы питались от батареи емкостью 1500 Вт/ч. Первая попытка запуска Mercury-Scout-1 была предпринята 31 октября 1961 года, но двигатель ракеты не сработал. Экипаж проверил проводку зажигания и назначил новый запуск на следующий день. 1 ноября 1961 года в 10:32 UTC (15:32) испытательный аппарат был запущен, но на 28-й секунде полета первая ступень ракеты начала распадаться, а на 43-й секунде управление выдало команду на самоуничтожение. Неудача была объяснена неумелостью техника, который неправильно установил один из жгутов проводов системы управления. Позже НАСА отменило испытания Mercury-Scout, так как другие экспериментальные полеты уже успешно прошли на орбите Земли и испытали систему слежения.

Из-за ненадежности ракеты Atlas — и несмотря на временную задержку — руководство НАСА решило, что перед запуском космического корабля с астронавтом на борту они будут следовать тому же графику, что и при прыжках в космос, и сначала проведут испытательный полет шимпанзе. Для этого они подготовили к полету ракету Atlas (Atlas 93-D) и космический корабль Mercury (№ 9), а также перебросили команду из пяти обезьян и их тренеров-ветеринаров с базы ВВС Holloman на мыс Канаверал. Обезьян подвергли так называемому циклу из четырех задач, который имитировал работу в космосе и который им впоследствии придется выполнять во время космического полета. В нем обезьяны должны были потянуть за два рычага левой или правой лапой в ответ на различные световые сигналы, при этом за неправильный ответ их били слабым электрическим током. Затем, после зеленого света, нужно было потянуть за рычаг с 20-секундной задержкой, после чего обезьяне давали воду (при неправильном отсчете времени удар током не давался, но его нужно было повторять до тех пор, пока отсчет времени не был правильным). В-третьих, нужно было потянуть за рычаг ровно 50 раз, после чего обезьяне давали кусочек банана. Наконец, в четвертом тесте на дисплее мелькали треугольники, квадраты и круги (три подряд, два одинаковых и один разный), и испытуемый должен был выбрать символ, который не вписывался в ряд, опять же, разумеется, наказанный электрическим током за ошибку. Из группы пяти обезьян врачи, наконец, выбрали Эноса, самца шимпанзе (Энос означает «человек» на иврите и греческом, до этого шимпанзе был известен только по регистрационному номеру — 81).

Меркурий-Атлас-5 поднялся в воздух 29 ноября 1961 года и совершил нормальное движение по орбите Земли, допустив лишь незначительные ошибки датчиков, которые не оказали существенного влияния на полет. Энос продолжил упражнения, как его тренировали для вышеупомянутых четырех проблемных циклов. На второй орбите, однако, начался ряд проблем. Самым неприятным было то, что обезьяну стало бить током даже при правильном ответе, поэтому тест стал давать ложные результаты, а когда обезьяна в гневе оторвала датчики, измеряющие жизненные показатели, сбор медицинских данных прекратился. Однако более серьезной проблемой стал отказ одного из рулевых жиклеров. Осколок металла в топливопроводе вызвал неисправность форсунки, что привело к отклонению пространственного положения космического аппарата от правильного. Автоматическая система время от времени исправляла это с помощью других форсунок, но это приводило к тому, что расходовалось больше топлива, чем ожидалось. Неудача грозила тем, что к концу запланированной третьей орбиты топливо, питающее двигатели, закончится, и космический корабль не сможет быть правильно позиционирован для торможения и, следовательно, не сможет быть выведен с орбиты в соответствии с графиком. Поэтому Крис Крафт, руководитель полета, в конце второй орбиты решил сократить полет и спустить Эноса. Посадка прошла успешно: после двух орбит и 3 часов 20 минут 59 секунд полета Меркурий приземлился в Атлантическом океане у острова Бермуды. Послеполетные оценки признали полет успешным, проложив путь к орбитальному полету человека.

Человеческие полеты

После подготовительных беспилотных полетов «Меркурий-Редстоун-3» стал первой попыткой НАСА запустить в космос американского астронавта. Ранее программа была расширена до орбитальных и суборбитальных космических прыжков на основе новостей о передовых и успешных космических экспериментах Советов, и первый полет с человеком в космическом корабле планировался как космический прыжок. Американские амбиции были направлены на то, чтобы первым человеком в космосе стал американский астронавт, но советские инженеры опередили НАСА и 12 апреля 1961 года запустили корабль «Восток-1» с Юрием Гагариным на борту, и Соединенные Штаты проиграли эту главу космической гонки. Советский полет только усилил давление на НАСА, и Джон Ф. Кеннеди призвал США как можно скорее отправить в космос космический челнок в качестве ответной меры.

В результате специального процесса отбора — руководитель отбора экипажей НАСА Роберт Гилрут заставил самих кандидатов в астронавты проголосовать за то, кто, по их мнению, лучше всего подходит для исторического полета, помимо них самих — Алан Шепард был выдвинут на этот полет.

Полет состоялся 5 мая 1961 года. Полет Шепарда длился около 15 минут, в течение которых он должен был пересечь так называемую линию Кармина, теоретическую границу космоса на высоте 100 километров, одновременно контролируя системы космического корабля и сообщая его рабочие параметры. Он также должен был следить за реакцией собственного тела, чтобы доказать, что полет не окажет невыносимого напряжения на человеческий организм. Согласно плану полета, запуск был запланирован примерно на 7:00 утра, но он был отложен на несколько часов из-за неоднократных задержек запуска. Это одна из самых странных ошибок проектирования в истории космических полетов. Во время подготовки к запуску, которая в итоге затянулась почти на 3 часа, у астронавта возник позыв к мочеиспусканию, после чего в диспетчерской долго обсуждали, как с этим бороться (поскольку в скафандре не было предусмотрено системы сбора мочи). В конце концов, как наименее плохой вариант, контроль «разрешил» астронавту помочиться.

Наконец, космический аппарат с радиопозывными Freedom 7 успешно стартовал с мыса Канаверал LC-5. Ракета Redstone вывела космический корабль Mercury на параболическую орбиту с максимальной высотой 187 километров, сделав Шепарда первым американцем, вышедшим в космос. Полет продолжался 14 минут 49,41 секунды, в течение которых Шепард докладывал об эксплуатационных характеристиках космического корабля, наблюдая за поверхностью Земли. Единственная незначительная неполадка произошла при посадке: хотя ракетный блок, используемый для торможения, был отсоединен правильно, индикатор кабины показывал обратное. Космический аппарат успешно приземлился в Атлантическом океане к северо-востоку от Багамских островов и был взят на борт авианосцем USS Lake Champlain.

После успешного полета президент Джон Ф. Кеннеди получил правильную точку отсчета для расширения космической программы США, объявив о программе «Аполлон», что он и сделал через 20 дней перед Конгрессом США. За свои достижения Алан Шепард был награжден президентом медалью НАСА «За выдающиеся заслуги», а СМИ сделали его национальным героем.

Меркурий-Редстоун-4 стал вторым космическим полетом НАСА, в результате которого человек отправился в космос. Основной целью полета было повторить путешествие Алана Шепарда через шесть недель, чтобы продемонстрировать его уверенные возможности. Космический корабль был модифицирован различными способами, двумя наиболее важными из которых были установка съемной двери кабины и большого иллюминатора. Дверь могла ускорить спасение в чрезвычайных ситуациях и при этом была легче по весу, чем альтернатива (более сложный механизм запирания), а окно было как изменением философии дизайна, так и практической точкой наблюдения. Ранее астронавт рассматривался инженерами как пассажир, а не водитель космического корабля, и его вид мало кого волновал, но решительные действия астронавтов изменили это представление.

В полет был направлен астронавт Вирджил «Гас» Гриссом (его дублером был Джон Гленн). Полет должен был начаться 18 июля 1961 года, но из-за неблагоприятных погодных условий запуск пришлось отложить на следующий день, а затем еще на два дня из-за тех же плохих условий днем позже. Наконец, 21 июля 1961 года в 7:20:36 по местному времени (12:20:36 UTC) были созданы все условия для запуска корабля Grissom. Позывной космического корабля был Liberty Bell 7. Фаза разгона длилась 142 секунды — время, необходимое ракете Redstone для разгона космического аппарата, который находился на высоте 2 км.

Задачи Гриссома начались после остановки двигательной установки, в фазе невесомости. Сначала он должен был провести ручные тесты управления космическим кораблем, кивок, движение веером и вращение вокруг оси (последнее не было выполнено из-за недостатка времени), после чего последовали минуты наблюдения за поверхностью Земли. Астронавт провел около 5 минут в невесомости и достиг максимальной высоты 190 километров. Затем был начат маневр торможения, чтобы направить капсулу к назначенной точке посадки. Космический аппарат прошел через атмосферу без особых проблем, затем на высоте 6300 метров раскрылся парашют развертывания, на высоте 3700 метров раскрылся основной парашют, и Liberty Bell 7 плавно приземлился в Атлантическом океане, к северо-востоку от Багамских островов. После приземления Гриссом начал готовиться к эвакуации спасательным вертолетом, но тут неожиданно недавно разработанная разборная дверь кабины сломалась, и вода стала поступать в кабину, которая начала тонуть. Астронавт был эвакуирован из капсулы, и один из прибывших вертолетов начал поднимать капсулу и Гриссома наружу. У вертолета, поднявшего капсулу, сначала возникли проблемы с давлением масла, затем масса затопленной капсулы не выдержала вертолета, который был вынужден спустить Liberty Bell 7, затонувший в считанные мгновения. У Гриссома также возникли проблемы: шейная часть скафандра не была достаточно плотно закрыта, чтобы удержать астронавта на плаву, а лопасти винтов двух вертолетов, висевших над ним, так сильно взбивали воду вокруг него, что он неоднократно погружался под воду и едва не утонул. В конце концов, его удалось спасти, но затонувшая кабина унесла с собой ценные данные, записанные бортовыми самописцами. Одним из самых важных вопросов было выяснить, почему взорвалась дверь и можно ли безопасно использовать это решение в будущих экспедициях, но и кабина, и дверь погрузились на глубину 4500 метров, и можно было полагаться только на рассказ Гриссома, который утверждал, что дверь была случайно активирована без его участия. Утверждение астронавта вызвало сомнения, особенно в связи с тем, что тестовый образец двери кабины не сработал при случайном взрыве, значительно превысив рабочие параметры, но Гриссом настаивал на том, что дверь была неисправна, и эта версия в итоге была принята в качестве официальной.

Каюта пролежала на дне океана 38 лет на глубине около 4500 метров, когда компания Oceaneering под руководством Керта Ньюпорта впервые провела ее поиск, а затем подняла на поверхность с помощью глубоководных исследовательских роботов-подводных аппаратов в рамках экспедиции, спонсируемой телевизионной сетью Discovery Channel. Три предыдущие попытки Oceaneering обнаружить кабину, используя технологию, разработанную для извлечения обломков космического челнока Challenger, и данные НАСА, не увенчались успехом в 1987, 1992 и 1993 годах. Позже Ньюпорт убедил телекомпанию Discovery Channel финансировать отдельную экспедицию исключительно для поиска и восстановления космического корабля, и экспедиция, вышедшая в море во второй половине апреля 1999 года, обнаружила относительно неповрежденные «обломки» 1 мая 1999 года и подняла их на поверхность 20 июля 1999 года (30-я годовщина высадки на Луну). Капсула была доставлена в Канзасский центр космоса и космонавтики для демонстрации.

Программа «Меркурий-Атлас-6» стала третьим полетом человека в космос и первым полетом Соединенных Штатов, в ходе которого на орбиту был выведен пилотируемый космический корабль. Этот полет также занял третье место в истории орбитальных полетов, опередив только Юрия Гагарина и Германа Титова. Для американской общественности это третье место также стало неудачей, поскольку не удалось «наверстать» еще одно первое место Гагарина в космической гонке, а 17-орбитальный, однодневный полет Титова эффектно продемонстрировал масштабы американского отставания. В течение некоторого времени единственной надеждой, которая оставалась в глазах общественности, была слабая надежда на выход американского космического корабля на орбиту Земли в 1961 году, но и эта надежда угасла, поскольку подготовка к орбитальному полету продолжала буксовать. Ключевой элемент полета — новая ракета Atlas, единственная в США, способная разогнать объект весом 1,5-2 тонны до первой космической скорости, — оказалась крайне ненадежной, и испытательные полеты сопровождались серией неудач, которые не позволили НАСА разрешить первый эксперимент с участием живого человека. В серии испытательных полетов «Меркурий-Атлас-1» взорвался на 58-й секунде полета, предположительно из-за конструктивной слабости ракеты, а «Меркурий-Атлас-2» компенсировал неудачу успешным полетом. Впоследствии конструктивно усиленная ракета Atlas снова вышла из строя во время полета Mercury-Atlas-3, и ее пришлось взорвать дистанционно из-за сбоя в системе наведения. Mercury-Atlas-4 повезло больше, и с роботизированным космическим аппаратом на борту капсула Mercury завершила орбиту вокруг Земли.

НАСА решило, что из-за низкой надежности необходимо включить в программу еще один испытательный полет, прежде чем допустить человека на борт: обезьяна на борту, чтобы позже имитировать полет человека. По модели Меркурий-Редстоун-2, когда шимпанзе Хэм летал и решал задачи, самец шимпанзе по имени Энос был обучен относительно сложной задаче и запущен 29 ноября 1961 года на Меркурий-Атлас-5. Испытание прошло успешно, хотя из-за неисправности в системе управления космический корабль пришлось спустить в конце второй орбиты вместо трех. Руководство НАСА выдвинуло кандидатуру Джона Гленна, который был запасным астронавтом во время двух космических прыжков и поэтому участвовал в подготовке к двум конкретным полетам, для осуществления полета (на этот раз запасным был назначен Скотт Карпентер). Гленн, пользуясь своей прерогативой, выбрал позывной Friendship 7, тем самым выбрав и название космического корабля.

После нескольких задержек запуск состоялся 20 февраля 1962 года в 9:47:39 (14:47:39 UTC) по времени Флориды. На этот раз «Атлас» сработал идеально, и космический аппарат оказался на эллиптической орбите 159×265 км, почти точно в соответствии с планом. В задачи Гленна входило наблюдение за приборами, наблюдение за поверхностью Земли, выполнение различных движений тела и упражнений по визуальному наблюдению, а также ручное управление космическим кораблем. На первой орбите космический корабль работал идеально, но в конце орбиты возникла небольшая проблема, один из рулей начал давать сбои, и Гленну приходилось время от времени компенсировать его вручную. Кроме того, в Австралии в городе Перт наблюдали, как вокруг космического корабля над Тихим океаном появились загадочные искры (Гленн назвал их «светлячками») (только гораздо позже это явление было расшифровано, это были осколки льда, образовавшиеся в результате отслоения замерзшей слякоти на стенках космического корабля под воздействием солнечного света, которые ярко блестели в солнечном свете, как искры). В конце первой орбиты прибор показал, что теплозащитный экран не находится в фиксированном положении и мог оторваться во время торможения для входа в атмосферу. С тех пор контроль работал над решением этой проблемы.

Второй и третий раунды были аналогичны первому, с визуальными наблюдениями и ручной компенсацией эффекта отклонения неисправного сопла. Однако постоянный контрруление расходовало слишком много топлива, и через некоторое время космический корабль был оставлен дрейфовать. В конце третьей орбиты пришло время приземляться. Управление проинструктировало Гленна не отсоединять так называемый посадочный пакет (пакет тормозной ракеты, прикрепленный кожаными ремнями к тепловому щиту), а оставить его на месте, пока тепло, выделяемое при входе в атмосферу, не сгорит и не отсоединит его, позволяя тепловому щиту оставаться прикрепленным как можно дольше, как только воздушные силы смогут удержать его на месте. Решение сработало, Гленн продемонстрировал плавную посадку, несмотря на опасения, что космический корабль не смог стабилизироваться при посадке из-за преждевременного исчерпания топлива, и «Дружба-7» раскачалась намного сильнее, чем было задумано. Наконец, космический аппарат приземлился в Атлантическом океане вблизи островов Теркс и Кайкос, в 64 километрах от запланированной точки посадки, после полета продолжительностью 4 часа 55 минут 23 секунды. Космический аппарат был взят на борт эсминца USS Noa.

После полета президент Джон Ф. Кеннеди наградил Гленна медалью «За выдающиеся заслуги».

Mercury-Atlas-7 был четвертым полетом НАСА с человеком на борту, и вторым полетом космического корабля на околоземную орбиту, в ходе которого он совершил три орбиты. С «Восток-1 и -2» и «Меркурий-Атлас-6» уже было решено, что глава космической гонки за отправку первого астронавта в космос была решена в пользу Советского Союза, но США хотели продолжить программу, отчасти чтобы доказать, что первый американский орбитальный полет не был случайностью, а отчасти чтобы получить опыт, необходимый для достижения рекордной высоты — Луны. В любом случае, цель полета была изменена, поскольку астронавт должен был выполнить больше научных задач в течение трех орбит, в отличие от инженерных наблюдений и задач, запланированных для Гленна. Недавно сформированный Специальный комитет по научным заданиям и подготовке для программы «Человек в космосе» запланировал пять новых заданий для астронавта: выпустить цветной воздушный шар из космического корабля, который во время полета летел на привязи к Меркурию, наблюдать за поведением жидкости в герметичной бутылке в невесомости, использовать светомер для наблюдения за вспышкой света на поверхности Земли, делать метеорологические фотографии с помощью ручной камеры и изучать свечение атмосферы. Помимо изменения задач, был изменен и космический корабль: для экономии веса были удалены некоторые устройства, которые оказались ненужной излишней защитой или уже не давали дополнительных данных по сравнению с предыдущими полетами, а также изменена проводка посадочного пакета, чтобы избежать повторения проблемы, возникшей во время полета «Меркурий-Атлас-6», когда на протяжении всего полета считалось, что теплозащитный экран Гленна может преждевременно оторваться и корабль сгорит при входе в атмосферу.

Неожиданное осложнение развернулось в марте 1962 года из-за личности астронавта, назначенного на полет. Следующим астронавтом, выдвинутым для полета, стал Дик Слейтон, имя которого было публично названо Робертом Гилрутом на пресс-конференции 29 ноября 1961 года. Однако ранее у Слейтона было диагностировано заболевание сердца — идиопатическая фибрилляция желудочков, по поводу которого мнения врачей разделились, но по итогам многоэтапного исследования оно не было признано препятствием для деятельности астронавта. Однако в начале 1962 года глава НАСА Джеймс Уэбб приказал провести новое расследование, которое снова дало противоречивые медицинские заключения, но Уэбб принял мнение группы из трех человек, состоящей из ведущих американских медицинских экспертов, которые сочли небезопасным запуск Слейтона в космос, и 15 марта 1962 года было принято решение о замене первоначально назначенного астронавта. Интересно, что его заменил не официально назначенный резервный Уолли Ширра, а бывший резервный Гленна Скотт Карпентер.

Космический корабль, названный его обитателем «Аврора-7», был запущен со стартовой площадки №14 на мысе Канаверал 24 мая 1962 года в 7.45:16 по местному времени (12.45:16 UTC). Карпентер совершил три орбитальных полета, выполнив запланированные ранее эксперименты и испытав новый тип питания для астронавтов. Несколько экспериментов закончились неудачей (облака помешали наблюдению за запуском легких ракет с поверхности, воздушный шар в эксперименте с воздушными шарами не надулся должным образом, и его привязь запуталась на космическом корабле), а новая еда не прошла испытания, развалившись, что могло стать источником проблем в невесомости. У Карпентера также возникли проблемы с управлением космическим кораблем. В целом, время, отведенное на выполнение заданий, было меньше, чем необходимо, что привело к спешке со стороны астронавта, которая, в свою очередь, привела к ошибкам. Он включил ненужные режимы в системе рулевого управления, а затем оставил системы работать параллельно, неоправданно расходуя топливо. В результате было израсходовано гораздо больше топлива, чем планировалось, что нарушило управление во время входа в атмосферу.

Возвращение стало самой проблематичной частью полета. Подготовка к входу в атмосферу началась с правильного позиционирования космического корабля (оперативный план предусматривал установку кабины под углом 34 градуса), но Карпентер не сделал этого точно, поэтому двигатели не вывели Меркурий на желаемую параболическую траекторию, Кроме того, наблюдение Карпентером того, что он ранее считал загадочными светящимися частицами, и их идентификация как замороженных обломков на боковой поверхности космического корабля заставили его задержать зажигание тормозного воспламенителя, что еще больше отклонило траекторию от запланированной. Фаза торможения в атмосфере прошла без проблем, но посадка была далеко от запланированной точки. Карпентер приземлился в Атлантическом океане недалеко от островов Теркс и Кайкос, но в 405 километрах от предполагаемого места посадки. Радиосвязь с астронавтом была потеряна на последних этапах посадки, и пресса, освещавшая посадку, посчитала, что астронавт потерян. Через 1 час 7 минут после приземления был обнаружен лягушатник, который был сброшен Карпентеру, который тем временем выбрался из космического корабля на небольшом спасательном плоту. Позже на место происшествия прибыл вертолет, чтобы извлечь его и космический корабль, и через 4 часа и 15 минут после приземления астронавт был помещен на борт корабля-носителя USS Intrepid.

После полета Карпентер был награжден медалью НАСА «За выдающиеся заслуги», но из-за ошибок, обнаруженных при оценке полета, он не был впоследствии номинирован на другой полет.

Mercury-Atlas-8 был пятым полетом программы «Меркурий» с астронавтом на борту. Это был также третий полет, в ходе которого космический аппарат был успешно выведен на орбиту вокруг Земли. Полет был также известен как «Сигма 7», поскольку командир космического корабля (пользуясь своей прерогативой) выбрал его в качестве радиопозывного. Космический корабль «Меркурий» был запущен со стартовой площадки 14 на мысе Канаверал 3 октября 1962 года с астронавтом Уолли Ширрой, летчиком ВМС и членом «Оригинальной семерки», на борту.

Полет продолжался 9 часов 13 минут 11 секунд, совершив шесть оборотов вокруг Земли. Это практически вдвое превысило показатели предыдущих двух полетов «Меркурия», хотя первоначальный план предусматривал семь орбит, но из-за ограниченного количества спасательных средств, доступных для развертывания в море, и в результате оптимизации, окончательный план полета был сокращен до шести орбит. Космический аппарат летел по эллиптической орбите размером 285×153 км, завершая каждый виток за 89 минут.

Для Ширры НАСА разработало серию операций, главной целью которых было сэкономить как можно больше топлива при маневрировании. Для достижения этой цели космический корабль много дрейфовал без коррекции (по словам Ширры, «режим шимпанзе»), и, когда астронавт вручную управлял движителями, главной задачей было достижение максимальной экономичности операций. На протяжении большей части путешествия проводились испытания автоматической системы управления космического корабля. Тем временем астронавт проводил навигационные эксперименты на основе положения звезд. За исключением некоторых первоначальных проблем с контролем температуры скафандра Ширры, операции прошли идеально, а космический корабль израсходовал меньше топлива на маневрирование, чем во время любого предыдущего полета.

Полет завершился первой в истории посадкой в Тихом океане (недалеко от линии отсчета на островах Мидуэй). Первый длительный космический полет США был также отмечен послепосадочным анализом как первый полет «Меркурия», который был безупречен во всех деталях. После приземления Ширра получил президентскую медаль «За выдающиеся заслуги»,

Меркурий-Атлас-9″ был последним полетом программы «Меркурий» 15 мая 1963 года. Впервые НАСА преодолело однодневный лимит времени, совершив полет, который в итоге продолжался 34 часа 19 минут 49 секунд и обогнул Землю 22 раза. Пассажиром на борту космического корабля «Файт-7» был Гордон Купер — последний астронавт «Оригинальной недели», который еще не летал и не имел проблем со здоровьем, — который решил ряд проблем и совершил образцовый полет. Миссия была дольше, чем все предыдущие полеты «Меркурия» вместе взятые.

Космический корабль пришлось подвергнуть незначительной переделке и модификации на заводе-изготовителе McDonnell, чтобы соответствовать требованиям увеличенной продолжительности полета. Первоначально НАСА планировало 18-орбитальный полет, но за шесть месяцев до запуска было решено отправить космический корабль и его пассажира в 22-орбитальный полет. Затем в полет был направлен Гордон Купер (и Алан Шепард в качестве его дублера). Запуск наконец состоялся 15 мая 1962 года, после отложенной попытки запуска 14 мая. Орбита была идеальной, после чего началась научная программа: вывод на орбиту наноспутника, наблюдение за источниками света на нем или в различных точках Земли, радиационные измерения, медицинские измерения и метеорологические фотографии. Купер также был первым американцем, которому пришлось спать во время полета, что не прошло гладко из-за волнения, вызванного тем, что он был астронавтом.

Самая сложная часть полета произошла примерно на 19-й орбите, когда некоторые системы космического корабля начали давать сбои. В результате Купер потерял возможность выполнять автоматический управляемый вход в атмосферу и был вынужден совершить посадку самостоятельно, используя ручное управление (ручной способ был несравненно менее точным, чем автоматический, что создавало опасную ситуацию). Несмотря на это, Купер совершил идеальную посадку в Тихом океане в непосредственной близости от спасательных команд, отправленных для его извлечения.

Потеря престижа программы «Меркурий» была окончательно завершена, поскольку этот полет представлял собой пик эффективности программы, в то время как Советский Союз уже запустил «Восток-3» 11 августа 1962 года и «Восток-4» днем позже, которые совершили 65 и 48 орбит соответственно в одновременном полете, что было намного ниже, чем у космического корабля и астронавтов «Меркурия».

Чтобы понять программу «Меркурий» и оценить ее эффективность, программа «Восток» является эталоном. В то время как президент Эйзенхауэр объявил спутник достопримечательностью США в рамках Международного геофизического года, он также дал старт странному соревнованию между американскими и советскими высокими технологиями. Что касается спутников, то Советы продолжали запускать важные знаковые космические аппараты (первый спутник, первое живое существо, первый зонд, достигший Луны, и т.д.), а американцы отставали от советских достижений. Программа «Меркурий» была призвана изменить эту ситуацию, и у нее появился конкурент в виде советской программы «Восток» (хотя программа «Восток» была подготовлена Советами в полной тайне, ни ее название, ни ожидаемые характеристики не были обнародованы).

Но в гонке за полет первого человека в космос американцы снова проиграли, несмотря на все усилия Меркурия. 12 апреля 1961 года, когда полным ходом шла подготовка к первому космическому прыжку «Меркурия», Советский Союз запустил на орбиту космический корабль «Восток-1» с первым в мире космонавтом Юрием Гагариным на борту. Полет «Востока-1» на одну орбиту также намного превысил верхний предел возможностей американских суборбитальных космических полетов, и в первой же (объявленной) попытке Советский Союз совершил орбитальный полет. Американская цель — запустить первого человека в космос — была снова потеряна, и прежде чем общественность смогла увидеть какой-либо успех команды «Меркурия», Советы снова пожинали триумф первых.

В ответ на полет Гагарина Советский Союз с большим трудом совершил мизерные космические прыжки Алана Шепарда, а затем Гаса Гриссома. 6 августа 1961 года Советский Союз запустил корабль «Восток-2» с Германом Титовым на борту, который пробыл в космосе более суток. Затем, между 11 и 15 августа 1962 года, по программе «Меркурий» был нанесен еще один удар ее конкурентом, когда сначала был запущен «Восток-3», а вскоре после этого — «Восток-4», и Андриян Николаев и Павел Попович совершили первый в мире одновременный космический полет, подведя два космических корабля на расстояние 5 км друг от друга. Кроме того, двое советских космонавтов провели в космосе 3 и 4 дня, с большим отрывом побив космический рекорд Титова, в то время как программа «Меркурий» тогда находилась на третьей орбите, через несколько часов полета Джона Гленна и Скотта Карпентера. 15 мая 1963 года программа «Меркурий» достигла своей кульминации с полетом Гордона Купера, который пробыл в космосе полтора дня, но через месяц Советский Союз преподнес еще большую космическую сенсацию: в 1963 году программу «Меркурий» завершили первые американские астронавты Скотт Гленн и Джон Леннарт. 14 июня 1963 года Советский Союз запустил корабль «Восток-5» с Валерием Биковским на борту, что само по себе не было бы большим событием, но два дня спустя они запустили корабль «Восток-6» с Валентиной Тершковой, первой в мире женщиной-космонавтом, на борту. Оба астронавта пробыли в космосе 3 и 5 дней соответственно (3 дня одновременно), еще больше увеличив рекорд продолжительности космического полета.

В свете вышесказанного, программа «Меркурий» не достигла своей цели и была полностью превзойдена своим конкурентом, советской программой «Восток».

Меркурий-Атлас-10

В ходе программы не было заранее определенных планов полетов, но во время распределения ресурсов (производство и назначение ракет и космических аппаратов для конкретных полетов) был предусмотрен и восьмой (или шестой, если рассматривать только орбитальные полеты) полет, получивший обозначение «Меркурий-Атлас-10». Для длительного полета — первоначально на целые сутки — предназначался космический корабль McDonnell серии 15, который после необходимых доработок прибыл на мыс Канаверал 16 ноября 1962 года. После полета «Меркурий-Атлас-8» рассматривалась возможность одновременного полета с использованием «Меркурий-Атлас-10» и его запасной капсулы, получившей обозначение «Меркурий-Атлас-11», в качестве модели для одновременных полетов советских кораблей «Восток-3» и «Восток-4». Однако это так и осталось идеей, и подготовка к полету продолжилась как однодневный, одиночный полет. В начале 1963 года было предложено продлить полет до трех дней, неофициально было названо имя пилота, ротация между «Оригинальными неделями» началась бы с начала с Алана Шепарда, неофициальные источники назвали марку полета Freedom 7 II.

Однако в апреле 1963 года будущие планы по Меркурию изменились, и в сообщениях НАСА все чаще упоминался «Меркурий-Атлас-9» как кульминация программы. 11 мая 1963 года НАСА окончательно исключило возможность повторного полета. Президент Кеннеди оставил этот вопрос на усмотрение НАСА, которое летом 1963 года решило не тратить ресурсы на еще один полет, а сосредоточиться на программах «Джемини» и «Аполлон».

Программа «Близнецы

Первоначально, в 1961 году, когда программа «Меркурий» была еще на ранней стадии, НАСА рассматривало вопрос о продолжении программы, и руководство пришло к выводу, что орбитальные полеты с одним человеком должны быть продолжены с помощью двухместного космического корабля. В конце 1961 года Целевая группа по космосу в НАСА получила задание разработать планы космических программ после ртути (в частности, программу «Аполлон», программу запуска на Луну) и представлять НАСА перед производителями аэрокосмической техники при проектировании космических аппаратов. Таким образом, эта группа заложила теоретическую основу для последующих действий после ртути. Первоначальные планы касались дальнейшего развития космических кораблей Mercury: в рабочие годы возможная новая программа называлась «двухместный Mercury», «улучшенный Mercury», «Mercury Mark II» или просто «Mark II». Однако потребности, обозначенные лунными миссиями, такие как маневренность космических аппаратов, космическое рандеву и стыковка, были настолько серьезным изменением, что они отошли от технических основ Меркурия и заложили совершенно новые основы, но, конечно, с использованием опыта, полученного на Меркурии. Программа получила новое название и новое техническое содержание по предложению Алекса П. Наги, заместителя директора НАСА по информационно-разъяснительной работе, уроженца Венгрии. Программа «Джемини», как подготовительная сопутствующая программа к программе «Аполлон», была объявлена 7 декабря 1961 года Робертом Гилрутом, главой космической целевой группы. После двух с половиной лет планирования и подготовки 8 апреля 1964 года был запущен беспилотный испытательный полет Gemini-1.

Читайте также, биографии — Мунк, Эдвард

Сайты за рубежом

Источники

Mercury-program
Меркурий (космическая программа)
Dancsó, Béla. Holdséta. Novella Kiadó, 14. o. [2004]. Hozzáférés ideje: 2014. április 10.
A Szovjetunió Kommunista Pártjának 139/1955. augusztus 8 sz. határozata (orosz nyelven). SZKP. [2008. április 8-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2014. április 10.)
Dancsó, Béla. Holdséta. Novella Kiadó, 20. o. [2004]. Hozzáférés ideje: 2014. április 10.
Catchpole, John. Project Mercury — NASA»s First Manned Space Programme. Springer Books, 82. o. [2001]. Hozzáférés ideje: 2014. április 11.
^ Designed in 1964 from Mercury Seven astronaut memorial
^ The project was delayed by 22 months, counting from the beginning until the first orbital mission.[2] It had a dozen prime contractors, 75 major subcontractors, and about 7200 third-tier subcontractors.[2] The cost estimate made by NASA in 1969 was $392.6 million, broken down as follows: Spacecraft: $135.3 million, launch vehicles: $82.9 million, operations: $49.3 million, tracking operations and equipment: $71.9 million and facilities: $53.2 million.[3][4]
^ Man in Space Soonest was the first part of a four-phase Moon landing program estimated to finish in 1965, cost a total of $1.5 billion ($13.9 billion adjusted for inflation), and be launched by a «Super Titan» rocket.[9]
^ The name Little Joe was adopted by its designers from the throw of a double deuce in a craps game since this resembled the four-rocket arrangement in the blueprints for the vehicle.[34]
^ NASA»s planning for recovery operations in the summer of 1960 was, according to the Navy, asking for the deployment of the whole Atlantic Fleet and might have cost more than the entire Mercury program.[45]
Mais D. Eisenhower repousse le projet de débarquement sur la Lune proposé par la NASA dès 1960 (Source J. Villain).
La NASA avait envisagé de recruter pour leurs aptitudes des sous-mariniers, des grimpeurs de haute montagne, des spécialistes du vol en ballon à haute altitude. Elle avait également étudié de recruter des volontaires.
a b c d e f T. A. Heppenheimer: Podbój Kosmosu. Tajne epizody amerykańskich i radzieckich programów kosmicznych.. Warszawa: Wydawnictwo Amber Sp. z o.o., 1997, s. 190-193. ISBN 83-7169-852-6.
a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u Steve Whitfield: Mercury. Warszawa: Prószyński Media Sp. z o.o., s. 3-8, seria: Historia podboju Kosmosu. ISBN 978-83-7648-722-9.
a b c d e Andrzej Marks: Podbój Księzyca trwa. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1967, s. 312-313.
a b c d e f Bohdan Arct: Na progu kosmosu.. Warszawa: Nasza Księgarnia, 1965, s. 42-43.
a b c d e Gene Kranz: Porażka nie wchodzi w grę. Warszawa: Prószyński Media Sp. z o.o., 2010, s. 12. ISBN 978-83-7648-467-9.