Mercury-program

A Mercury-program logója

A Mercury-program az Amerikai Egyesült Államok első, emberek részvételével végrehajtott űrprogramja volt. A programot 1959 és 1963 között végezte el a NASA, amely idő alatt húsz automata üzemmódban, emberek nélkül, vagy állatokkal végzett tesztrepülésre és hat, űrhajósokat a világűrbe juttató repülésre került sor. A program fő célja az volt, hogy az USA a világon először embert juttasson a világűrbe, ezzel az űrversenyben a maga javára fordítsa az állást a Szovjetunióval szemben. A célok később átalakultak, amikor a szovjetek elhódították az elsőséget a Vosztok-programmal és John F. Kennedy elnök bejelentette az Apollo-programot, ettől kezdve a Mercury-program a minél szélesebb körű űrbéli tapasztalatszerzést szolgálta.

A program 1958. októberében kezdődött , az első informális bejelentés a munkálatok megkezdésére (még csak a NASA berkein belül) 1958. október 7-én történt T. Keith Glennan, az újonnan alakult űrhivatal igazgatója részéről, majd a hivatalos, az amerikai nyilvánosság előtti bejelentésre 1958. december 17-én került sor.
A belső bejelentés után azonnal elkezdődött az eszközökkel, az infrastruktúrával és a leendő űrhajósokkal kapcsolatos követelményrendszer összeállítása, majd a program beszállítónak toborzása is megtörtént (az amerikai modellben az eszközök tervezését és gyártását magánvállalatok végezték szerződéses alapon). Kijelölték a tesztrepülések menetrendjét is. Eszerint a programban két fő repüléstípust kívántak megvalósítani: szuborbitális és orbitális repüléseket. A két űrrepüléstípushoz kiválasztották a hardvereket is. Mindkét repülési profilhoz az újonnan fejlesztendő, a gyártásra kiválasztott McDonnell Repülőgépgyár által előállított Mercury típusú űrhajót rendelték, a szuborbitális repülésekhez a Redstone rakétát, az orbitális űrutazásokhoz az Atlas rakétát választották.

A program fő célját nem sikerült teljesíteni, mivel a világ első űrhajósa Jurij Gagarin lett, a Vosztok–1 fedélzetén 1961. április 12-én – így nem a NASA juttatta az első embert az űrbe –, ezért az 1961. május 5-én a Mercury–Redstone–3-mal felbocsátott Alan Shepard nem az első ember, csupán az első amerikai lett, aki az űrben járt. Később John Glenn repülésével, a Mercury–Atlas–6-tal sikerült az első orbitális repülést (a közvélemény szemében az első „igazi űrrepülésnek” számító küldetést) teljesíteni 1962. február 20-án. A programban még további három repülésre került sor, amelyek sora Gordon Cooper Mercury–Atlas–9 1963. május 15-i repülésével zárult.
A Mercury-program már az első emberes repülést követően átalakult a holdraszállást előkészítő, űrtapasztalatokat gyűjtő programmá, amely elvégezvén a rá rótt feladatokat, a Gemini-programban folytatódott.

Az első – embert szállító – Mercury űrhajó startja 1961-ben

Előzmények

Űrverseny és hidegháború

A második világháborút követően a korábbi szövetséges nagyhatalmak és a köréjük tömörülő országok két politikai tömbben egyesültek és kialakult egy politikai, katonai szembenállás. Ezt a szembenállást azonban – részben a háború pusztításának emléke, részben az atomfegyverek fenyegetése miatt – nem lehetett közvetlen katonai úton rendezni, ezért a háttérben folyó fegyverkezés és az azon alapuló elrettentés, illetve kisebb horderejű helyi háborúkba való beavatkozás mellett mindkét oldal minden lehetőséget megragadott, hogy az országa, vagy a politikai tömb élen járását, felsőbbrendűségét hangsúlyozza. Ilyen területek voltak a sport- és tudományos teljesítmények is. Amikor a technikai tudományok eljutottak arra a fejlesztési szintre, amikor a világűr elérése már nem csak fikció (esetleg tudományos fantasztikum) volt, az Egyesült Államok és a Szovjetunió bejelentették, hogy elsőként próbálják meg a világűr elérését. Ezzel a lépéssel az űrkutatás már születése előtt a hidegháború részévé, annak eszközévé vált.
Dwight D. Eisenhower amerikai elnök 1955. július 29-én szóvivőjén keresztül bejelentette, hogy országa a Nemzetközi Geofizikai Év keretében műholdat bocsát fel. A Szovjetunióban erre válaszul 1955. augusztus 8-án az SZKP Központi Bizottságának elnöksége titkos határozatot hozott, hogy ők is műholdfejlesztésbe kezdenek. Ezzel kezdetét vette az űrverseny.

„Szputnyik-krízis”

Dwight Eisenhower elnök, a Mercury-program elindítója

A Nemzetközi Geofizikai Év 1957. július 1. – 1958. december 31. között zajlott le és az Egyesült Államok a Vanguard-programmal készült teljesíteni az elnöki bejelentésben foglaltakat, felbocsátani a világ első műholdját. A Szovjetunió azonban váratlanul, minden előzetes hivatalos bejelentés nélkül 1957. október 4-én felbocsátotta a Szputnyik–1-et, a világ első űreszközét, megelőzve az amerikai kísérleteket. Az USA-ban ezt szinte háborús hadüzenetként értelmezték (a szovjetek érdemi üzenete a műhold Föld körüli pályára állításával az volt: ha körbe tudunk juttatni a Földön egy tárgyat, akkor a Föld bármely pontját elérhetjük, bármely pontját képesek vagyunk bombázni).
Az amerikai közvélemény a Pearl Harbour-i támadáshoz hasonlatos vereségként élte meg a szovjet műhold repülését és a sajtó azonnali visszavágást követelt a kormányzattól. Tetézte az amerikai kormány gondjait, hogy a világ első műholdjának szánt Vanguard szonda startja egy nyilvános tévéadás alatt látványos kudarccal végződött (a startasztalon felrobbant a rakéta). Eisenhower elnök (aki korábban nem tanúsított érdeklődést az űrkutatás iránt, sem mint tudományos teljesítmény, sem mint politikai propagandaeszköz), a kudarc nyomán a nemzeti prioritások közé emelte a világűr elérését.

A NASA megalakulása

Az újonnan alakult űrügynökség logoja

Dwight Eisenhower elnök 1958. október 1-jén rendelettel létrehozta a Nemzeti Repülési és Űrhajózási Hivatalt azzal a céllal, hogy a korábban széttagoltan, egymással esetenként párhuzamosan folyó űrfejlesztéseket koncentrálja és az USA minél hamarabb választ tudjon adni a szovjet győzelmekre. A NASA elé kitűzött cél a megalapítása pillanatától a Szovjetunió megelőzése volt, annak űreszközeitől korszerűbb eszközök elsőkénti felbocsátásával, valamint szintén megelőzve a riválist, egy ember űrbe juttatásával. Korábban az USA-ban működött egy aeronautikai fejlesztésekkel – köztük nagysebességű repüléssel és rakétatechnikával, sőt 1957 novemberétől űrrepülések kutatásával – foglalkozó kormányügynökség, a NACA, amely a NASA gerincét adta annak alapításakor, de az új szervezetbe vonták be a hadseregnél, a haditengerészetnél, vagy éppen az egyetemi műhelyekben folyó kísérletek addig elért kutatási eredményeit, anyagi és emberállományát, valamint költségvetési forrásait. A NACA űrrepülési szekciója a Special Commity of Space Technology nevű – munkanevén az elnökéről Stever Commitee-nek is hívott – bizottság volt, olyan nevekkel soraiban, mint Wernher von Braun, a későbbi holdrakéta konstuktőre, vagy Robert Gilruth, a későbbi NASA emberes űrrepülési szekciójának igazgatója, vagy Abe Silverstein, a hidrogén-oxigén hajtás megalkotója. Ezt a szakembercsoportot tekintjük az új ügynökség űrszekciója magjának. Azért volt szükség új szervezetre, mivel a világűr eléréséhez szükséges technika szigorúan titkos katonai technika volt, ezt nyiltan nem lehetett a közvélemény elé tárni, ezért szükség volt egy civil állami szervezetre, ami be tudta mutatni a katonai képességet anélkül, hogy annak katonai jellegére fény vetült volna. Az űrügynökség megalakulása az előzményeket jelentő NACA és egyéb katonai programok miatt mégis tekinthető inkább egy folyamatnak, mintsem egy új kezdetnek, hisz a National Aeronautical and Space Act (Nemzeti Repülési és Űrhajózási törvény) 1958. júliusi hatálybalépése és az 1958. október 1.-i hivatalos működés-indítás között már lejátszódott a fő feladatkijelölés és emberi és anyagi erőforrások hozzárendelése.

A NASA megalakulásának idejére az Explorer–1-gyel (és kicsit később a Vanguard–1-gyel) sikerült választ adni a Szputnyik–1 és Szputnyik–2 támasztotta kihívásra, a következő logikus lépés egy ember űrbe juttatása volt. Ennek elvi alapjain a NACA-n és más katonai szervezeteken belül már folytak munkák, a szakemberek és munkaanyagok, pénzügyi erőforrások összevonásával, egy mederbe terelésével ezek a különálló munkaanyagok rendkívül hamar kovácsolódtak egyetlen elképzeléssé.

Az új űrügynökségbe összevont projektek egyik legjelentősebbike volt a légierő „Man in Space Soonest” projektje, amely egy ember űrbe juttatását célozta, de a NASA-ba történő beolvasztásáig a legtöbb területen (pl. a lehetséges űrhajó koncepciója, vagy a lehetséges repülési profilok vonatkozásában) csak a hipotézisekig jutottak el a légierő és a közreműködő NACA mérnökei. A legtovább az űrhajóssal szemben támasztott követelmények körvonalazásában jutottak el a szakemberek, olyannyira, hogy ki is választottak nyolc jelöltet az eljövendő repülésekre:

A Special Commitee on Space Technology

• Neil Armstrong, a NACA civil berepülőpilótája
• Joseph Walker, a NACA civil berepülőpilótája
• John McKay, a NACA berepülőpilótája
• Wiliam Bridgeman, a Douglas Aircraft repülőgépgyár berepülőpilótája
• Scott Crossfield, a North American Aviation berepülőpilótája
• Alvin White, a North American Aviation berepülőpilótája
• Iven Kincheloe, az USAF berepülőpilótája
• Robert Rushworth, az USAF berepülőpilótája
• Robert White, az USAF berepülőpilótája

Később ezen jelöltek kiválasztását törölték és új szempont- és kiválasztási rendszer szerint új űrhajósjelölteket toboroztak, ám a Man in Space Soonest iniciatívája jó alapot szolgáltatott a Mercury programban. (Érdekesség, hogy a kiválasztott nyolc jelöltből végül mindössze ketten jutottak el a világűrbe: Neil Armstrong a Gemini–8 és az Apollo–11 parancsnokaként, Joseph Walker pedig az X–15 program szuborbitális repülései során).

Bár úgy tűnhet, hogy a legtöbb űrrel kapcsolatos kezdeményezés (mint a Man-in-space-soonest, az ARPA ügynökség programjai, vagy az X-15) a NACA-n kívülről származott, ez köszönhető inkább annak, hogy a hadsereg és a kapcsolódó szervezetei magukban hordozták a költségvetési és projektszervezetet, ezért a programjaik dokumentáltak voltak, névvel rendelkeztek, stb. Ezzel együtt a NACA berkein belül is komoly erőfeszítések voltak, a Langley űrközpontban folytak kutatások az extrém magasságot elérő, szárny nélküli eszközökkel (űrhajókkal) kapcsolatban, ám ezek legtöbbje alapkutatás volt és nem egy konkrét űrrepülés végrehajtását célozta, sokkal inkább a technikai lehetőségek alapjainak letételét. Később tehát ezen a tudásbázison a Langley lett az emberes űrrepülés konkrét megvalósításának kiindulópontja.

Tervezés

Alapkoncepció

A Mercury–program indulása – ahogy magának a NASA-nak az elindítása – nem volt projekt jellegű, hanem egy meglévő folyamatot vittek tovább az új szervezetben, majd vált egyedi programmá, kapott nevet és szervezetet. A program magja 1958 augusztusából származik, amikor Hugh Dryden NACA igazgató és Robert Gilruth a Langley Repülési Kutatólabor (a későbbi Langley Űrközpont) helyettes vezetője tájékoztatta a Kongresszust egy emberrel a fedélzetén az űrbe juttatandó űrkapszula tervéről, melyhez 30 millió dollár támogatást is kértek. Szeptember folyamán ehhez a tervhez kapcsolódott egy másik védelmi kormányügynökség, az ARPA további fejlesztési kapacitással hozzájárulva a tervhez. Ebben az együttműködésben fektették le a program alapvetéseit:

• I. Célok

A lehető legkorábbi időpontban végrehajtani egy orbitális repülést egy embert a fedélzetén szállító műholddal, és egyben felmérni az ember képességeit ebben a környezetben

• II. Repülés

A fenti cél teljesítése az elérhető legmegbízhatóbb hordozóeszköz révén.Közel kör alakú röppályát felállítani olyan magasságban, ami elég magasan van a műhold repülési idejének 24 órás fenntartásához; ugyanakkor az orbitális keringések száma tetszőleges lehet. A Föld körüli pályáról való visszatéréshez egy fékezőrakétás szerkezet indításával történik. Egy ejtőernyőrendszer nyílik ki, amint az űrjármű a légkör fékező hatására lelassul, hogy aztán az űrhajó mentése a szárazföldön, vagy a vizen lehetővé váljon.

• III. Konfiguráció

Az űrjármű egy nagy aerodinamikai fékeződésre tervezett ballisztikus kapszula lesz. Lehetőleg statikailag stabilnak kell maradnia az űrjárműnek a légkörön át vezető út során előforduló Mach-számok melletti sebességeken. Strukturálisan a kapszulának ki kell bírnia a lassulás, a hőterhelés és a légerők bármiféle kombinációját, ami egy sikeres, vagy megszakított repülés fel- és leszállásakor kialakulhat.

Maga a projektindítás is inkább spontán, mintsem tervezett, projektszerű volt: Keith Glennan, a NASA újonnan kinevezett vezetője 1958. október 7-én egy meeting alkalmával néhány mérnök kollégája felvetésére engedélyezte az emberes repülés tervezését. A legtöbb tevékenység úgy indult el, hogy a vezetés a korábban informálisan beindult folyamatokat formálissá, hivatalossá tette és egyetlen mederbe terelte. Nem sokkal később, 1958. november 5-én megalakult immár a NASA-n belül a Space Task Group, amely immár szervezetszerűen (feladatát tekintve a részletes követelményrendszer megalkotásával) vitte tovább az elképzelést.

Részlettervek

A tervezés első lépése a „hol repüljünk?” kérdésének megválaszolása, a világűr azon térrészének meghatározása volt, ahol az alapkövetelményekben megfogalmazott 24 óráig stabilan fenntartható Föld körüli pályán történő repülés megvalósítható volt. Az alsó elméleti határ (100 kilométer magasság) már az első műholdak indítása előtt kiderült Kármán Tódor számításaiból, azonban ez nem felet meg egy 24 órás repülés követelményeinek, a légkör fékező hatása itt még túl nagy volt, ám az 1958 végére feljuttatott féltucatnyi műhold adatainak kiértékeléséből konkrét kísérleti adatokkal is rendelkezett a NASA a pálya meghatározásához. A Space Task Group arra a következtetésre jutott, hogy egy átlagosan 160 kilométer (100 mérföld) magasságú pálya már megfelelő lenne (amelynek földközel- és földtávolpontja is +/- 40 kilométeren (25 mérföldön) belül lenne. A számításokban ekkor egy 1 tonna tömegű űrkabinnal kalkuláltak, és tették ezt azért mert az alapvetésekben körvonalazott „a cél teljesítésére elérhető legmegbízhatóbb hordozóeszköz”, az Atlas interkontinentális ballisztikus rakéta nagyjából ezeket a repülési paramétereket volt még éppen képes elérni.

Az alapkövetelményekben megfogalmazott, hordozóeszközre és űrhajóra vontakozó kitételek („az elérhető legmegbízhatóbb hordozóeszköz”, valamint a „nagy aerodinamikai fékeződésre tervezett ballisztikus kapszula”) vonatkozásában Max Faget kész, ún. „bare Atlas (lecsupaszított Atlas)” koncepcióját fogadták el. Faget már 1946-tól foglalkozott a NACA-n belül rakétahajtással kapcsolatos kérdésekkel és bekapcsolódott az X–15 rakétarepülőgép fejlesztésébe. Az X–15 kísérletek később az X–20 Dyna-Soar (egy kezdeti űrrepülőgép koncepció) projektben folytatódtak, Faget részvételével. A tervező 1957 novemberében ismertette elképzelését egy lehetséges emberes űrrepülésre amelyben létező katonai ballisztikus rakétákat képzelt el, mint a meghajtást biztosító eszköz, a Föld körüli pályáról való visszatéréshez szilárd hajtóanyagú fékezőrakétákat ajánlott és az űrhajót szárnyak nélküli, a ballisztikus repüléshez megfelelő alakú kapszulaként vázolta fel. Egy 1958 januárjában tartott közös NACA – Air Force mérnöki megbeszélésen már Faget elképzelését vitték tovább. Ezen a megbeszélésen nyilvánvaló tényként kezelték, hogy a világűr eléréséhez rakétahajtás szükséges és lévén az X–20 katonai program, adódott a friss fejlesztésnek számító ICBM-ek választása. A lehetséges rakéták közül az Atlas ICBM volt a legnagyobb kapacitású, ám mivel még ezt is gyengének találták a mérnökök, egy kiegészítő felső fokozattal szerelt és természetesen a robbanófejtől és annak hordozóadapterétől megfosztott, „lecsupaszított” rakétát fogadtak el konszenzusként a feladatra alkalmasnak.(Mintegy mellékvágányként a McDonnell repülőgépgyárban 1957 végén elinduló McDonnell Project 7969-ben – egy, a gyár saját kockázatára elindított űrhajófejlesztési projektben – Faget tanácsadói közreműködésével egy lehetséges, a koncepcióba passzoló űrkabin fejlesztései is elkezdődtek.).
A Space Task Group kapva kapott a kidolgozottságában már előrehaladott (több szakmai vitán is megvalósításra javasolt) elképzelésen és 1958 novemberének elején a Faget-féle „lecsupaszított Atlas” tervet hivatalosan is elfogadottnak tekintették. 1958. november 7-re egy beszerzési tájékoztatót hívtak össze a reménybeli gyártók számára.

Az alapkövetelményekben ugyan nem szerepelt, de a Space Task Group feladata volt az űrhajó utasával szemben támasztott követelményrendszer megfogalmazása is. Ehhez először – néhány repülőorvos bevonásával – a munkacsoport egy konferenciát tervezett összehívni ipari és katonai vezetők számára, amelynek célja egy 150 fős űrhajósjelölti csoport meghatározása volt (a vezetők személyi javaslatai alapján). A szelekció módszerét és szempontrendszerét is ekkor dolgozták ki a javaslattevők számára. Eszerint először egy 150 fős nagyobb csoportra kértek volna javaslatot, amit repülőorvosi szempontok figyelembevételével először 36 fősre szűkítettek volna, majd egy 9 hónapos tréningre ebből a 36-ból 12 jelölt került volna kiválasztásra, akiből a 6 legjobb válhatott volna űrhajósjelöltté. A kiválasztottak közé pedig 25-40 év közötti, pilótagyakorlatot szerzett, 180 centiméter alatti férfiakat vártak, akik kitűnő fizikai kondícióban voltak, felsőfokú képzettséggel rendelkeztek valamilyen természettudományos tárgyból. További feltétel volt, hogy a jelölt hajlandó legyen a kockázatvállalásra, ami a kísérleti repülésekkel jár, elviselje a nehéz fizikai körülményeket és képes legyen gyorsan és helyesen dönteni nagy stressz alatt, vagy vészhelyzetben. Az ezt specifikáló kiírás tervezete 1958. december 22-én készült el, ám nem kapott zöld utat és a karácsonyi ünnepek után, 1958. december 28-án Eisenhower elnök úgy döntött, hogy a jelöltekre vonatkozó merítéshez elegendő a katonai pilóták köre és nemzetbiztonsági okokból kizárólag közülük kerüljenek ki a kiválasztottak. 1959. januárjának első hetében aztán a szempontrendszert a Space Task Group átadta a Pentagonnak és megkezdődött a jelöltek kiválasztása

Hivatalos bejelentés

Névadás

A Space Task Group megannyi feladata közül az egyik volt a program névadása. Az USA-ban bevett szokás, hogy valamilyen könnyen megjegyezhető, jól csengő névvel különböztetik meg a kormányzati programokat a közvélemény, a közreműködő gyártók és a sajtó számára. 1958 őszének végére a Space Task Group a nem túl hangzatos „Project Astronaut” („űrhajósprojekt”) nevet találta ki a program számára. Egyes vezetők az űrhajósszerep túlhangsúlyozásának veszélyét látták a névben, mások pedig az addigi névválasztási szisztémát szerették volna viszontlátni. Ezért további neveket kerestek a NASA vezetők. Abe Silverstein (a rakétafejlesztések vezetője) a római mitológia egyik istenét, Merkúrt ajánlotta névadónak. A római (és görög néven Hermész) isten különböző területeken egyfajta bevezetett márkanév volt (lásd a Ford konszern egyik márkája), így az amerikaiak számára az egyik legismertebb mitológiai alak, ezért ismertsége és népszerűsége alkalmassá tette a program névadására. Emellett jól illett abba az amerikai koncepcióba, amelyben a rakétatechnikában ilyen mitológiai neveket (Jupiter főisten – Jupiter hordozórakéta, Atlasz, a Földet a vállán hordó titán – Atlas rakéta, stb.) használtak névadásra. 1958. november 26-án Keith Glennan és Hugh Dryden, a NASA két legfelső vezetője elfogadta a javaslatot és ezzel a „Project Astronaut” nevet felváltotta a „Project Mercury”.

Sajtónyilvánosság

Az Egyesült Államokban minden állami program nyilvános volt – ellentétben a korabeli szovjet gyakorlattal, amelyben teljes titoktartás övezte az űrkísérleteket azok sikeres végrehajtásáig–, különösen így volt ez a Mercury-program esetében, amelyet kifejezetten a nyilvánosságnak szántak, hogy demonstrálják a visszavágást a Szovjetuniónak. Éppen ezért, Keith Glennan – megvárva a Wright fivérek repüléséenk 55. évfordulóját, ezzel is emelve a bejelentés ünnepélyességét – 1958. december 17-én hivatalos bejelentést tett, miszerint országa Mercury-program néven űrprogramba kezd, melynek keretében egy embert fognak eljuttatni a világűrbe.

Fejlesztések

Az űrhajó kifejlesztése

A Mercury űrhajó részei: 1. fékezőrakéták; 2. hőpajzs; 3. kabin; 4. ejtőernyőház; 5. antennák; 6. mentőrakéta

A Mercury űrhajó fejlesztési folyamata, 1958-59

A Mercury űrhajó alakjának fejlesztési lépése, a legömbölyített forma alatt létrejövő lökéshullámmal

Tenderkiírás

Az űrhajó tervezését Max Faget javasolta „csupasz Atlas” elképzelés mentén kezdték el. A NASA Langley Űrközpontjában megfogalmazott elvekből a Space Task Group 1958. október 20-ra állított össze egy kiírást, amit a reménybeli gyártók számára adtak ki később. A gyártási felhívást 1958. október 23-án küldték meg 40 gyártóüzem számára, amelyre 38 jelentkező válaszolt és küldte el képviselőit 1958. november 7-én az első tervezési megbeszélésre. A 38 jelentkezőből 19 mutatott érdeklődést az űrhajó létrehozására, így ők kapták az „S–6 Emberes űrhajó specifikáció” elnevezésű tervezési dokumentumot. 1958. december 11-re (az ajánlattételi határidőre) a mezőny 11 gyártóra szűkült.

A program sebességének felpörgetésére jellemző, hogy maga a NASA is alig járt előrébb a neki dolgozó beszállítóknál: míg a reménybeli gyártók a követelményeket tanulmányozták és az első tervvázlatokat készítették az ajánlatokhoz, maga az űrhivatal a beérkező ajánlatok műszaki, pénzügyi kiértékelési szempontrendszerét állította össze.

A kiválasztási procedúrában végül két egyenrangú jelölt jutott a végső fordulóba, a McDonnell Repülőgépgyár és a Grumman Repülőgépgyár. Kettejük közül végül egy különös indok döntött: a Grummannak azidőtájt több nyertes pályázata volt a Haditengerészet által kiírt tendereken és a Space Task Group szerint félő volt, hogy a gyár nem tud majd megfelelni egyszerre több, nagy kihívást jelentő fejlesztési projekt elvárásainak és csúszni fog a Mercury űrhajó fejlesztése. Így aztán az űrhajó gyártásának jogát a McDonnell Repülőgépgyár nyerte el 1959. január 12-én. A szerződést James McDonnell, a gyártó vállalat elnöke 1959. február 5-én, míg Keith Glennan 1959. február 12-én írta alá, amelyben a gyártó 19 450 000 dollár fejében vállalta, hogy megtervez, legyárt és leszállít a NASA számára 12 db Mercury űrkabint. A fejlesztés ütemére jellemző, hogy James McDonnell, egy 1957. májusi (még a Szputnyik–1 repülése előtti) beszédében még 1990-re tette az első ember űrbe juttatását, azaz több évtizedes fejlesztésben gondolkodott, amely aztán a gyakorlatban két év alatt lezajlott.

Fejlesztés

A McDonnell már a tenderszakaszban megkapta a NASA 50 oldalas tanulmányát, amely az űrhajóval kapcsolatos alapvető tervezési ismérveket, szempontokat (lényegében a NACA/NASA alapkutatási eredményeit) tartalmazta. A NACA kísérletei a nukleáris robbanófejek légköri repülésének vizsgálatakor jelölték ki az utat a leendő űrhajók formáját illetően: a légkörben nagy sebességgel süllyedő test a levegő súrlódásától felhevül és ennek a hőnek az elvezetésére a legömbölyített forma a legmegfelelőbb, mivel nagy sebességnél az ilyen formájú test lökéshullámfrontot hoz létre maga előtt, ami a hő nagy részét is elvezeti. 1958-59-ben, a Langley Űrközpontban ezzel a formával kísérletezett Max Faget és fejlesztettek különböző formákat egy leendő űrkabin számára, amelyek betűjeleket kaptak egy egymásra épülő evolúció lépéseiként (A/B/C). A McDonell lényegében a „C”-jelű verziót kapta, mint tervezési kiindulópont (később, már a tényleges ejtőtesztek során alakult ki a „D” verzió formája, amely a véglegesen jóváhagyott variáció volt.
A fejlesztés első lépcsője egy valós méretű furnérlemezből és kartonpapírból kialakított makett felépítése volt, amelyen a rendszerek elhelyezhetőségét és a mentőtorony illesztését alakíthatták ki a mérnökök.

A kabin felépítésének alapgondolata a lehető legegyszerűbb volt: „az egyetlen cél, hogy embert juttassunk egy rövid időre a világűrbe”. Ez a gyakorlatban azt jelentette, hogy egyetlen térbe zsúfoltak be mindent, a navigációval, az űrhajós létfenntartásával, az űrhajó működésével kapcsolatos berendezést. Szinte minden rendszer a kabin belsejében kapott helyet, minden apró zugot kitöltve és alig hagyva helyet az űrhajós számára. (Később, már a repülések fázisában, a gyakorlatban derült ki, hogy ez az út egy tervezési zsákutca, mivel a kabin több pontján, az éppen rendelkezésre álló helyekre szétosztva bezsúfolt rendszerek, az azokat összekötő kábelezés káoszt okoz és egy meghibásodás miatt több más rendszert is meg kell bontani és újraszabályozni a repülésre való felkészítés során. A probléma megoldására – éppen a Mercury űrhajóval szerzett negatív tapasztalatok alapján – a következő űrprogramtól, a Gemini-programtól kezdve bevezették az űrhajó két részre, űrkabinra és műszaki egységre osztásának filozófiáját).

A még a program kezdetekor megfogalmazott alapkövetelmények harmadik fejezetének teljesítésében bontakozott ki a leghosszabban tartó dilemma a tervezésben. Már az 1950-es évek közepétől (a nukleáris robbanófejek rakétákra szerelésétől) nyilvánvalóvá vált, hogy a légkörben nagy sebességgel zuhanó tárgy a levegő súrlódásától hatalmas hőterhelésnek van kitéve. A különböző haderőnemek különböző megoldásokat fejlesztettek ki a problémára: a hadseregnél a hő hatására elégő, leolvadó (de a hőt eloszlató) anyagokból épített kompozit hőpajzzsal, a légierőnél pedig hőelnyelő anyagból készült változatokkal kísérleteztek. A Space Task Group szakemberei hossz ideig nem tudtak dönteni (ami az egyik anyag előnye volt, az a másik hátránya és fordítva), ezért mindkét fejlesztési irányt nyitva hagyták. Aztán már a tesztek folytak a kétféle hőpajzzsal, amikor fény derült a hőelnyelő változat koncepcionális hibájára: a hőelnyelő anyagból készült hőpajzsot a leszállás végső szakaszában le kellett volna választani az űrhajóról, mivel az rendkívül forró lett volna a leszálláskor, ami veszélyt jelentett volna a kabinban helyet foglaló űrhajósra és/vagy szárazföldre való leérkezés esetén meggyújthatta volna a leszállóhely növényzetét, ezért még a földet érés előtt le kellett volna választani. Az egyik ilyen leválasztási teszt során azonban az alakja miatt a pajzs a hulló falevélhez hasonlóan viselkedett a leválasztása után és nekiütközött a kabinnak. Ezt tetézte még, hogy a hőpajzs leválasztása bonyolultabb felépítést kívánt meg az űrkabintól. A mérnökök ezért ezt a verziót végül elvetették és 1959 tavaszára a leolvadó hőpajzs koncepciót fogadták el.

A Mercury űrhajó makettje egy szélcsatorna teszten

A mentőrakéta egyik tesztje

A kabin kialakításának koncepciótervei után megkezdődött a részletes tervezés és a kísérleti űrhajórészegységek tesztjei. Az első ilyen próbák a kabin ejtőtesztjei voltak. Ezek között szabadeséses és különböző ejtőernyőrendszerekkel végzett ereszkedéses tesztek egyaránt voltak, amelyek során több mint száz alkalommal dobtak le betonnal töltött életnagyságú űrkabin maketteket tengerre, vagy szárazföldi leszállóhelyekre. Ezek az ejtőtesztek a földetéréshez optimális fékező ejtőernyőrendszer kialakítására szolgáltak.
Egy másik tesztsorozat a mentőrakéta kialakítását szolgálta. Egy startbaleset esetére a tervezők egy kis rakétákból (és az azokat a kabinhoz rögzítő rácsos szerkezetből) álló eszközt terveztek, amely probléma esetén a lehető legrövidebb idő alatt „lerántotta” volna a kabint a rakétáról és biztonságos távolságba vitte volna az ilyenkor szükségszerűen bekövetkező robbanás helyszínétől az űrhajót és utasát. A Wallops Island-en elvégzett első teszt olyan katasztrofálisra sikerült (röviddel a rakéták beindulása után a felfelé tartó rakéta bukfencezni kezdett és két teljes bukfenc után az óceánba csapódott), hogy felvetődött az egész rendszer alapjaitól való újragondolásának gondolata is. Egy hónapos munkával a tervezők kijavították a hibákat és az eszköz alkalmassá vált a Mercury kabin mentésére egy startprobléma esetén.
A harmadik tesztsorozat a Mercury űrhajó formájának végső kialakítására futott le a Langley űrközpont és az Ames űrközpont szélcsatornáiban. Ehhez az űrhajó legkülönbözőbb méretű makettjeit vitték be a szélcsatornába, hogy a repülés transz-, szuper- és hiperszonikus sebességtartományaiban jelentkező tulajdonságokat vizsgálják.
Egy negyedik tesztsorozatban a leszállás legvégső fázisához, a leérkezéshez szükséges technikai megoldást kellett kifejleszteni, egyben dönteni kellett a vízre és a szárazföldre való leérkezés között. A mérnökök a vízreszálllást preferálták.A leérkezés a tervek szerint 9 m/s sebességgel kellett megtörténjen és ennek a mozgási energiáját kellett elnyelni (egy esetleges vészhelyzet esetére, a rosszabbik eshetőségre, egy szárazföldi leszállásra is fel akarták készíteni a kabint) és a leghatékonyabb energiaelnyelőnek az ülések aluminium méhsejtszerkezetből való elkészítését gondolták. Az elgondolást a kísérleti ülésekbe szíjazott házisertésekkel végzett ejtőtesztekkel igazolták.
Az ötödik tesztsorozat az ejtőernyőrendszer végső kialakítását célozták, ezen belül is elsősorban a kihúzóernyő és a főernyő viselkedését vizsgálták extrém sebességeken és/vagy extrém magasságon. Először egy hagyományos körkupolás teher ejtőernyőt alkalmaztak főernyőként, de egy balul sikerült teszt után a mérnökök elvetették ezt a változatot és egy gyűrűs ejtőernyőre cserélték le.

A rakéta fejlesztése

A mérnökök a repülésekhez három különböző rakétatípust választottak ki:

• Little Joe: a tesztekhez
• Redstone: a tesztekhez és a szuborbitális repülésekhez
• Atlasz: az orbitális repülésekhez

A Space Task Group az amerikai haderőnek fejlesztett közepes és hosszú hatótávolságú rakéták között kereste az embert a világűrbe juttató hordozóeszközt és a végső jelöltet a Convair repülőgépgyár által az amerikai légierő számára fejlesztett, éppen szolgálatba állítása előtt álló Atlas interkontinentális ballisztikus rakétájában találták meg. Az Atlas annyira friss fejlesztés volt, hogy első sikeres tesztfelszállására (még SM–65 Atlas katonai kódnéven) 1957. december 17.-én került csak sor. Az Atlas specifikációjában szerepelt először az USA-ban egy űrhajóval ekvivalens tömegű tárgy Föld körüli pályára állításához szükséges teljesítmény, egy 1,5 - 2,5 tonnás test 300 kilométer feletti stabil orbitális pályára állításának követelménye. Azonban a rakéta új és megbízhatóságának bizonytalan volta miatt szükség volt további hordozóeszközökre, amivel a repülési tesztek elkezdődhettek. A megbízhatósági követelményt – a korábbi sikeres repüléseinek köszönhetően az elismerő „Jó Öreg Megbízható” becenevet is kivívó – Redstone rakéta teljesítette. A megbízhatóság mellett még egy szempont is felmerült, a tesztek költségei. Sok teszthez nem volt szükség keringési sebességre gyorsítani egy teljes űrkabint, elég volt csak megfelelő magasságra juttatni. A Föld körüli pályára vezetett repülések költsége volt a legmagasabb – egy Atlas rakéta előállítási költségeit 2,5 millió dollárra becsülték –, míg egy Redstone startja 1 millió dollár költséggel járt. Az egy-egy teszten dollármilliók megtakarítását ígérő megfontolás miatt a Redstone-t is kijelölték, mint lehetséges hordozóeszközt. Illetve tették ezt a még kevesebb költséggel üzemeltethető, és bizonyos résztesztekre kiválóan alkalmas Little Joe rakétával is. Amelyik tesztnél nem volt szükség Föld körüli pályára állítani a teszt tárgyát - és ez a kezdeti próbák többségénél így volt, a mérnökök szuborbitális repülési profilokat (ún. űrugrásokat) is meghatároztak.

Repülési profilok

Az űrrepülés mibenléte már a Szputnyik–1 repülésével eldőlt, az számított igazi űrrepülésnek, ha azt Föld körüli pályán végezték, ezért természetes módon a NASA ezt is tűzte ki célul az első amerikai űrhajós repüléséhez. 1960 végén azonban a szovjet kísérletekből – több nagy tömegű (egy emberrel végzett repüléshez szükséges kabin tömegével egyenértékű), élőlényekkel Föld körüli pályára álló műholdból – világossá vált az amerikaiak számára, hogy vetélytársuk előrébb tart, ezért ekkor fogalmazódott meg a gondolat, hogy a program el kell ágazzon két alternatív irányba: tovább folynak az előkészületek az orbitális repülésre és önálló irányként előkészítenek egy emberrel végzett szuborbitális repülést is. A NASA úgy gondolta, hogy a közvélemény számára megnyugtató lenne, ha bár a mindenki számára nyilvánvalóan „igazinak” tekintett Föld körüli pályán végzett repülésben látható hátrányban is van Amerika, az ehhez vezető utat több lépésben építik fel és az első lépést (az űrugrást) megnyerik. Ezért el is indították az eredetileg csak tesztekhez szánt Redstone rakéta és a Mercury kabin összeépítésével a folyamatot, amelyben előbb egy autamata üzemmódban, utas nélkül, majd egy majommal, végül egy űrhajóssal végzett űrugrással három lépésben elhódítható az elsőség a szovjetek elől.

Infrastruktúra fejlesztések

További tervezést igényelt leszállási és az azt követő mentési műveletek kialakítása és a repülés ideje alatti rádiókapcsolat fenntartásának megoldása. Mindkét feladat egyidejű megoldására a haditengerészetet választották ki.

Az űrhajós csoport

A kiválasztott Mercury-űrhajósok 1960 márciusában
Első sor: Walter H. Schirra, Jr., Donald (Deke) Slayton, John H. Glenn, Jr., Scott Carpenter
Hátsó sor: Alan B. Shepard, Jr., Virgil I. Gus Grissom, L. Gordon Cooper

A NASA 1959. április 9-én, egy Washington D.C.-ben tartott sajtótájékoztatón mutatta be a nyilvánosság előtt azt a 7 férfit, akit szigorú orvosi és pszichológiai vizsgálatokat követően kiválasztottak, hogy közülük kerüljön ki az első ember, aki a világűrbe juthat.. Bemutatásukkal egyidőben egy új szót tanult meg a közvélemény: űrhajós (az amerikai terminológiában asztronauta, amely a görög mitológiában gyökerezik, az argonautákra asszociál és szó szerinti jelentése csillaghajós).
A nyilvánosság előtti bemutatást azonban egy hosszas, titkos kiválasztási projekt előzte meg. A kiválasztás alaposságát azon orvosi feltételezésekre építették, miszerint a leendő űrutazókra halálos veszedelmek várnak: a súlytalanságban a keringés összeomlását vizionálták, képtelennek tartották az embert, hogy egyen, igyon gravitáció nélkül, de pszichológiai nehézségeket is gyanítottak, a magányosan kabinjába zárt űrhajóson egyfajta űrtéboly vehet erőt, melynek hatására képtelenné válhat az űrhajó irányítására. Ezen veszélyek ellensúlyozására olyan kiválasztási rendszert dolgoztak ki, amellyel az egészségügyi és pszichikai szempontból magasan az átlag felett álló jelölteket választhattak ki.

Szelekció

Az űrhajósjelöltek kiválasztására Eisenhower elnök utasítása szerint – és kissé átalakítva a Space Task Group által lefektetett követelményrendszert – került sor, a katonai repülőalakulatok kaptak felhívást a lehetséges jelöltek összeírására. Összesen 508 lehetséges jelölt adatait vizsgálták át Washingtonban, amelyből 110 pilótát választottak ki, mint alkalmas jelöltet (a listában 5 fő tengerészgyalogos, 47 fő haditengerészeti és 58 fő légierős pilóta szerepelt, a hadsereg repülőalakulataiból senki sem bizonyult alkalmasnak). A kiválasztási folyamat második lépcsőjében három fő csoportra osztották a jelölteket és az első 35 főt – titoktartás elrendelése mellett – Washingtonba rendelték 1959. február elején interjúkra. A projektet a Space Task Group részéről vezető Charles Donlan örömmel vette tudomásul, hogy a jelöltek nagy többsége örömmel és várakozásokkal tekint a Mercury-programban való részvételre. Ennek az adta a jelentőségét, hogy a programban önkéntesekre volt szükség, a leendő űrpilótákat nem kívánták vezényelni a feladatra. Egy héttel az első csoport interjúit követően a második csoport is Washingtonba érkezett és átesett az interjúkon. Az alkalmasnak találtak között az önkéntes jelentkezők aránya olyan magas volt, hogy nem volt szükség a harmadik csoport behívására (különösen úgy, hogy az eredetileg gondolt 12 fős végső kontingens számát is 6 főre csökkentették). A két csoport interjúi után 69 fő ment tovább a kiválasztási folyamatban.

A világos fizikai paraméterek ellenére a 69 főből 6 főt azért utasítottak el, mert a testmagasságuk túl nagy volt. Végül további visszalépők miatt 56-an írták meg a második kör általános, műszaki és pszichológiai tesztjeit. A kiválasztottak köre ezután 32 főre csökkent, őket vitte tovább a Space Task Group a részletes és különleges elemeket is tartalmazó orvosi vizsgálatokra, amelyek az új-mexikói Albuquerque-ben, a Lovelace Klinikán, majd a Wright-Petterson bázis repülőorvosi laboratóriumában zajlottak le.

A Lovelace Klinikán 1959. február 7-től kezdődően egy héten át a jelöltek egy hat fázisból álló, mindenre kiterjedő, többnapos orvosi vizsgálaton estek át. Ennek keretében először áttekintették a jelöltek egészségügyi történetét, majd részletes általános orvosi teszteket végeztek, mint látásvizsgálat, EKG és reflexvizsgálatok, végbéltükrözés és vérvizsgálat, vagy spermaszámlálás. Ezt követően szintén teljeskörű – a fogröntgentől kezdve a gyomorröntgenig terjedő – röntgenfelvételekre került sor. A következő lépés a fizikai teljesítménytesztekkel folytatódott, ami bicikli ergométeren tekerve a szív terheléses vizsgálatait, tüdőkapacitás mérést, testsűrűség mérést tartalmazott. Az egy hétig tartó vizsgálatok végén került sor az adatok összegzésére és minden jelölt esetében egészségügyi kartonokon való rögzítésre.

Közvetlenül a klinikai vizsgálatokat követően 1959. február 16 - március 27 között a Wright-Petterson Légibázisra költözött a csoport az ún. stressztesztekre. Ezen vizsgálatok a jelöltek pszichológiai és fizikai terheléstűrésének feltérképezésére irányultak. A fizikai tesztek között az egyszerű lépcsőzési vagy futópados terhelési gyakorlatok, illetve a nagy ellenálló képességet igényló centrifugatesztek, vagy a repülőorvosi vizsgálatokból a pilóták számára már ismert többtengelyes forgószékes gyakorlatok szerepeltek. A párhuzamosan végzett pszichikai teszteknél a jelölteket váratlan, vagy kellemetlen behatásokkal tesztelték, mint a hőkamrás, vagy hidegvizes tesztek, vagy a sötétkamrás gyakorlatok. A pszichológiai vizsgálatokban szerepet kapott az egyébként hitelességi kételyekkel terhelt Rorschach-teszt is.

A Wright Petterson-béli vizsgálatok végén a jelölőbizottság 18 egészségügyileg teljesen alkalmas jelöltet terjesztett fel a tesztsorozat 1959. március végi lezárásakor. A Space Task Group kiválasztó bizottsága 1959. április 1-én ült össze és a 18 alkalmas jelöltből végül 7 főt választottak ki űrhajós kiképzésre. Ezt a csoportot jelentette be a NASA 1959. április 2-án, majd mutatták be aztán őket Mercury Seven (Mercury 7) néven 1959. április 9-én Washingtonban, mint az USA leendő űrhajósait és ezzel a hét pilótával kezdték el az űrhajóskiképzést.

Eredeti Hetek

A kiképzést a sajtóban Mercury Seven (Mercury Hetek) néven jelölt alábbi csoport kezdhette el:

• Scott Carpenter
• Gordon Cooper
• John Glenn
• Virgil Grissom
• Walter Schirra
• Alan Shepard
• Donald (Deke) Slayton

Közülük hatan jutottak fel a program keretein belül a világűrbe (Slayton szívproblémák miatt 1962-ben kikerült a csoportból és csak egy szívműtétet követően, 1975-ben repült a Szojuz–Apollo-program során).

Az űrhajósjelöltek bemutatásukkal kiléptek a rivaldafénybe. Amellett, hogy a közvélemény természetes érdeklődése is nagy volt - lévén az "űrhajósnál" egzotikusabb foglalkozás nemigen volt azidőtájt, a NASA maga is tovább növelte jelöltjei népszerűségét azzal, hogy bátorított egy szerződést az űrhajósok és egy nagy amerikai magazin között, amely egy 500.000 dolláros ajánlattal megvásárolta az űrhajósokról szóló történetek publikálási jogait. Ennek keretében a Life Magazine sorozatban közölte az űrhajósok életéről szóló tudósításait, valamint az űrhajósok életrajzait is. A Life ebben az 1959-1963 között 28 számon keresztül megjelentetett cikksorozatban új amerikai hőstípust teremtett, az űrhajósokat egyfajta „hétköznapi szuperhősként” ábrázolva, előéletük kiszínezésével, illetve a kiképzésen kívüli mindennapjaiknak az amerikai sztereotipiák szerinti bemutatásával.

A Mercury Hetek elnevezés mellett még további két – mindkettő utólagos – elnevezés is elterjedt a NASA első hét űrhajósára. Az egyik az Astronaut Group 1 (1-es számű űrhajóscsoport) volt, amelyet a NASA utólag alkalmazott, amikor megkezdődött a további űrhajóscsoportok toborzása a Gemini-programhoz, majd az Apollo-programhoz és meg akarták különböztetni a különböző időpontokban válogatott csoportokat egymástól. De nemcsak a NASA, hanem maguk az űrhajósok is megkülönböztették magukat, saját névadással a csoportot illetően, így lett ismert és később nyilvánosan a leginkább alkalmazott csoportnév az Original Seven (Eredeti Hetek), amelynek szintén a többiektől (például az 1962-ben toborzott „Új Kilencek”, vagy az 1963-as „A Tizennégyek” csoportjától) való megkülönböztetás volt a célja.

Űrhajóskiképzés

A kiképzés nagyrészt hasonlított a Wright Petterson légibázison végrehajtott kiválasztási programhoz: centrifugás gyorsulási szimulációkon gyakorolták a leendő felszállási és légkörbelépési profilokat, szkafanderben hőkamrában, vagy széndioxiddal telt kamrákban tréningeztek, vagy különböző sportokkal tartották fenn kondíciójukat. Emellett azonban megjelentek merőben új területek is. Végiglátogatták a különböző beszállítók telepeit ismerkedve az épülő hardverrel, meglátogatták Cape Canaveralt, a leendő űrutazásaik kezdőpontját, elmentek Akronba, hogy lássák az űrruhák gyártóüzemét. És elindult közöttük valamiféle specializációs folyamat is, miszerint például Carpenter – ezirányú haditengerészeti tapasztalatainál fogva – az űrhajó kommunikációs és navigációs rendszereinek szakértője lett, míg Grissom a Mercury irányító és elektromechanikus rendszereibe ásta be magát, vagy Glenn a kabin műszerfalának fejlesztésében nyújtott segítséget. A kiképzésben a fenti tesztek mellett repülési gyakorlatok is szerepeltek. Egyrészt a berepülőpilóták lévén a repülési jártasságuk fenntartására folytatták a korábbi nagy teljesítményű harci gépekkel folytatott repüléseket, másrészt a rájuk váró súlytalanságra a NASA erre a célra kialakított C-131-es gépein parabolarepüléseken gyakoroltak.

• 
  Centrifuga tesztek, Johnsville, 1960
• 
  Súlytalanság szimuláció egy C-131-esben
• 
  Gyakorlás egy az űrhajó mozgását szimuláló szerkezettel a MASTIF-fal
• 
  Mercury szimulátor Cape Canaveral-en
• 
  Vízreszállás gyakorlás

Küldetés

A Mercury-program emlékműve a Kennedy Űrközpontban

A NASA Mercury-programjának az volt a célja, hogy embert juttasson Föld körüli pályára, majd az űrhajót és űrpilótáját biztonságosan visszahozza a Földre. A kísérletekkel az űrutazások megvalósításának lehetőségét és az űrutazás élettani hatásait kutatták. 1961-től 1963-ig egyszemélyes kapszulákat indítottak Cape Canaveralból szuborbitális és alacsony Föld körüli pályára. A Mercury űrrepülések folytatása a Gemini-program, ami kétszemélyes űrhajók indítása volt.

A program lépései:

• a kabin kipróbálása űrkörülmények között, ballisztikus pályán üresen, Little Joe és Big Joe hordozórakétákkal,
• ballisztikus repülések ember nélkül, majommal, végül asztronautával. A személyzetes kapszulákat Redstone rakétákkal indították szuborbitális pályára és Atlas rakétákkal Föld körüli pályára.
• ballisztikus és Föld körüli pályán történő kísérletek emberrel többlépcsős Atlas interkontinentális rakétával,

Repülések

Összesen 20 Mercuryt építettek, 3-nak a startja nem sikerült, 5-öt ballisztikus pályára állítottak, 6 űrhajó Föld körüli pályán keringett. 6 kísérlet történt emberrel, ezek közül 2 csak ballisztikus pályán. Az űrhajó egyetlen ember 24 órás, de maximálisan 36 órás űrrepülését tette lehetővé. A vegyi akkumulátorok feladattól függően 1500-3000 wattóra (Wh) teljesítményre voltak képesek. Harang alakú, a fékezőrakétákkal együtt 3,4 méter magas, legnagyobb szélessége 1,9 méter. Kettős falú konstrukció, a külső borítás nikkel, a belső titánötvözet, közöttük kerámiaszálakból készült szigetelőanyag volt. A mentőrakéta az orrban volt elhelyezve. A mentőtorony magassága 6,2 méter. Az antennaházban volt elhelyezve a stabilizáló ejtőernyő illetve fékezőernyő és a stabilizáló infravörös horizontkereső. Az űrhajós fülke 1,9 méter átmérőjű, 1,5 méter magasságú. A szolgálati idő alatt az űrhajós szinte mozgás nélkül, ülve hajtotta végre az előírt feladatokat.

Alan Shepard volt az első amerikai, aki a Freedom 7 űrhajóval eljutott a világűrbe, szuborbitális űrugrást végezve. John Glenn a Friendship 7 űrhajóval az első amerikai Föld körüli pályán. A szovjetek a Vosztok-programmal megelőzték az amerikaiakat az emberes űrrepülések terén is.

Ember nélküli tesztrepülések

Repülés	Start	A teszt célja	A teszt eredménye
Little Joe 1	1959. augusztus 21.	A mentőrakéta repülés közbeni tesztje	Kudarc
Big Joe 1	1959. szeptember 9.	A hőpajzs illetve az Atlas rakéta és az űrhajó közötti kapcsolóelem tesztje	Siker/Kudarc
Little Joe 6	1959. október 4.	Az űrhajó repülési tulajdonságainak és ellenállóságának tesztje	Részbeni siker
Little Joe 1A	1959. november 4.	A mentőrakéta repülési tesztje egy űrhajómaketten	Részbeni siker
Little Joe 2	1959. december 4.	Az első valós mentőteszt nagy magasságon a fedélzeten egy majommal	Siker
Little Joe 1B	1960. január 21.	Repülés megszakítási teszt a terhelési maximumon egy űrhajómakettel	Siker
Beach Abort	1960. május 9.	A startasztali repülés megszakítás tesztje	Siker
Mercury-Atlas–1	1960. július 29.	A Mercury űrhajó/Atlas rakéta együttes tesztje	Kudarc
Little Joe 5	1960. november 8.	A mentőrakéta első tesztje egy igazi Mercury űrhajóval	Kudarc
Mercury-Redstone–1	1960. november 21.	Egy igazi Mercury űrhajó tesztje maximális terhelésen	Kudarc
Mercury-Redstone–1A	1960. december 19.	Igazi űrhajó / Redstone rakéta együttes tesztje	Siker
Mercury–Redstone–2	1961. január 31.	Ham csimpánz űrugrása	Siker
Mercury-Atlas–2	1961. február 21.	Igazi űrhajó/Atlas rakéta teszt (a kapcsolóelem tesztje)	Siker
Little Joe 5A	1961. március 18.	A mentőrakéta második tesztje egy igazi űrhajóval	Részbeni siker
Mercury-Redstone–BD	1961. március 24.	Redstone rakéta fejlesztését célzó repülés	Siker
Mercury-Atlas 3	1961. április 25.	Orbitális repülés egy robot űrhajóssal	Kudarc
Little Joe 5B	1961. április 28.	A mentőrakéta harmadik tesztje egy igazi űrhajóval	Siker
Mercury-Atlas–4	1961. szeptember 13.	Az életfenntartó rendszer tesztje egy robot űrhajóssal	Siker
Mercury-Scout–1	1961. november 1.	A Mercury követőhálózat tesztje	Kudarc
Mercury-Atlas–5	1961. november 29.	Az életfenntartó rendszer tesztje Enos-szal, a csimpánzzal a fedélzeten	Siker

Emberes repülések

Űrhajó	Hívójel	Indítás	Űrhajós
Mercury–Redstone–3 (MR-3)	Freedom 7	1961. május 5.	Alan Shepard
Mercury–Redstone–4 (MR-4)	Liberty Bell 7	1961. július 21.	Virgil Grissom
Mercury–Atlas–6 (MA-6)	Friendship 7	1962. február 20.	John Glenn
Mercury–Atlas–7 (MA-7)	Aurora 7	1962. május 24.	Scott Carpenter
Mercury–Atlas–8 (MA-8)	Sigma 7	1962. október 3.	Walter Schirra
Mercury–Atlas–9 (MA-9)	Faith 7	1963. május 15.	Gordon Cooper

A Mercury-űrhajósok 1962-ben (Grissom, Shepard, Carpenter, Schirra, Donald (Deke) Slayton, Glenn, Cooper)

Mercury–Redstone–3

A Mercury-Redstone-3 az előkészítő, ember nélküli repüléseket követően a NASA első kísérlete lett, hogy egy amerikai űrhajóst feljuttasson a világűrbe. A program már korábban – a szovjetek előrehaladott és sikeres űrkísérletenek hírére – elágazott az orbitális és szuborbitális űrugrások irányaiba és az első olyan repülést, amelyen ember ült az űrhajóban, űrugrásnak tervezték. Az amerikaiak ambíciói szerint az első amerikai űrhajós egyben az első ember is lett volna a világűrben, ám a Szovjetunió mérnökei megelőzték a NASA-t és 1961. április 12-én felbocsátották a Vosztok–1-et, fedélzetén Jurij Gagarinnal, ezzel az Egyesült Államok elvesztette az űrverseny ezen fejezetét is. A szovjet repülés csak fokozta a nyomást a NASA-n, John F. Kennedy sürgetőleg lépett fel, hogy egyfajta válaszlépésként mihamarabb az USA is juttasson fel egy űrhajóst a világűrbe.

Shepard repülés közben (16 mm-es filmfelvevő képkockája)

A történelmi repülésre egy sajátos kiválasztás eredményeként - Robert Gilruth, a legénységválogatásért felelős NASA vezető magukat az űrhajósjelölteket szavaztatta meg, hogy saját magukon kívül kit tartanak leginkább alkalmasnak az elsőségre – Alan Shepardot jelölték a repülésre.

A repülésre 1961. május 5-én került sor. Shepard feladata egy kb. 15 perces repülés volt, amelynek során át kellett lépnie az ún. Kármán-vonalat, a világűr 100 kilométer magasságban húzódó elméleti határát, miközben felügyelnie kellett az űrhajó rendszereit és jelenteni kellett a működési paramétereket. Emellett saját szervezetének a reakcióit is figyelni kellett, hogy bizonyítsa, a repülés nem ró kibírhatatlan terhelést az emberi szervezetre. A repülési terv szerint a startra reggel 7:00 körül kellett sort keríteni, ám ez a többszöri starthalasztás miatt végül órákat csúszott. Ehhez kötődik az űrhajózás történetének egyik legkülönösebb tervezési hibája. A végül közel 3 órával megnyúló startelőkészületek alatt az űrhajósnak vizelési ingere támadt, amelyre hosszú vita következett az irányításon belül, hogy hogyan kezeljék (mivel nem terveztek vizeletgyűjtő rendszert az űrruhába). Végül legkisebb rosszként az irányítás „engedélyezte” az űrhajósnak, hogy bevizeljen.

Végül a Freedom 7 rádió hívójelű űrhajó sikeresen startolt Cape Canaveral LC-5-ös indítóhelyéről. A Redstone rakéta egy 187 kilométeres csúcsmagasságú parabolapályára állította a Mercury űrhajót, így Shepard lehetett az első amerikai első amerikai, aki kilépett a világűrbe. A repülés 14 perc 49,41 másodpercig tartott, miközben Shepard jelentette az űrhajó működésének jellemzőit, megfigyelte a földfelszínt. A leszálláskor keletkezett be az egyetlen jelentéktelen üzemzavar: miközben a fékezéshez használt ún. rakétacsomag rendben levált, a kabinban a jelzőlámpa ennek ellenkezőjét jelezte. Az űrhajós sikeresen szállt le az Atlanti-óceánon a Bahama szigetektől északkeletre. Majd a USS Lake Champlain repülőgép-hordozó vette a fedélzetére.

A repülés sikerét követően John F. Kennedy elnöknek megvolt a megfelelő hivatkozási alap az amerikai űrprogram kiterjesztésére, az Apollo-program bejelentésére, amelyet 20 nappal később az Egyesült Államok kongresszusa előtt meg is tett. Alap Shepard az elnöktől teljesítményéért megkapta a NASA Kiváló Szolgálatért érdemrendet, a média híradásai nyomán pedig nemzeti hőssé vált.

Mercury–Redstone–4

A Liberty Bell 7 sikertelen kiemelési kísérlete

A Mercury–Redstone–4 a NASA második űrrepülése lett, amely embert juttatott a világűrbe. A repülés fő célja Alan Shepard útjának 6 héten belül történő megismétlése volt, mintegy a magabiztos képesség demonstrálása. Az űrhajót számos helyen változtatták meg, amely fejlesztések két legfontosabb eleme a lerobbantható kabinajtó és egy nagyméretű ablak beépítése volt. Az ajtó a vészhelyzet esetén történő mentést gyorsíthatta volna fel, miközben a tömege könnyebb volt, mint az alternatív megoldásnak (egy bonyolultabb zármechanizmusnak), az ablak pedig egyszerre volt tervezési filozófia váltás és egy praktikus megfigyelési pont kialakítása. Korábban az űrhajósra inkább utasként tekintettek a mérnökök, mintsem az űrhajó vezetőjére, nem is gondoskodtak a kilátásáról, az űrhajósok határozott fellépése azonban változtatott ezen a felfogáson.

A repülésre Virgil "Gus" Grissom űrhajós került kijelölésre (tartaléka John Glenn volt). A repülésre először 1961. július 18-át jelölték ki, ám a startot a kedvezőtlen időjárás miatt el kellett halasztani előbb másnapra, majd az egy nappal később is változatlanul rossz körülmények miatt újabb két nappal. Végül a körülmények 1961. július 21-ére alakultak megfelelően, ekkor bocsáthatta fel, helyi idő szerint 7:20:36-kor (12:20:36 UTC) az űrhivatal Grissomot. Az űrhajó hívójele Liberty Bell 7 volt. A gyorsítási fázis 142 másodpercig tartott, eddig gyorsította a Redstone rakéta az űrhajót, amely 2 km/sec sebességre gyorsult.

A Discovery Channel expedíciója 38 év után kiemelte az űrhajót az óceán mélyéről

Grissommak a meghajtás leállása után, a súlytalanság szakaszában kezdődtek a feladatai. Előbb az űrhajó manuális irányítási tesztjeit kellett elvégeznie, bólintó, legyező mozgást és tengely körüli forgást (végül az utóbbira időhiány miatt nem került sor), majd a földfelszín megfigyelésének percei következtek. Az űrhajós kb. 5 percet töltött súlytalanságban, a pályán általa elért csúcsmagasság pedig 190 kilométer volt. Ezután el kellett kezdeni a fékezőmanővert, amellyel a kijelölt leszállási pont felé irányították az űrkabint. Az atmoszférán minden különösebb probléma nélkül vágott keresztül az űrhajó, majd 6300 méteren kinyílt a kihúzó ejtőernyő, 3700 méteren pedig a főernyő és a Liberty Bell 7 simán leszállt az Atlanti-óceán vizére a Bahama-szigetektől észak-keletre. A leszállást követően Grissom megkezdte a felkészülést a mentőhelikopteres kiemelésre, ám ekkor váratlanul az új fejlesztésű lerobbantható kabinajtó lerobbant, víz kezdett betódulni a kabinba, ami süllyedni kezdett. Az űrhajós kimenekült a kabinból, az odaérkező egyik helikopter elkezdte a kabin kiemelését, a másik pedig Grissomét. A kabint kiemelő helikopteren előbb olajnyomás probléma merült fel, majd az elárasztott kabin tömegét nem bírta el a helikopter, amelynek így el kellett engednie a Liberty Bell 7-et, amely így pillanatok alatt elsüllyedt. Grissom közben szintén bajba került, az űrruhából a nyakrész elégtelen tömítése miatt elszökött a levegő, amely a vízfelszínen tartotta az űrhajóst, ráadásul a felette lebegő két helikopter rotorszele is olyannyira korbácsolt a vizet körülötte, hogy többször a víz alá került és kis híján megfulladt. Őt végül sikeresen kimentették, azonban az elsüllyedt kabin a repülési adatrögzítők által rögzített értékes adatokat is magával vitte a mélybe. Az egyik legfontosabb kérdés éppen az ajtó kirobbanása okainak feltárása lett volna, hogy a későbbi expedíciókon biztonsággal használható-e ez a megoldás, ám minda a kabin, mind az ajtó 4500 méteres mélységbe süllyedt, csak Grissom beszámolójára lehetett támaszkodni, aki állította, hogy az ajtó véletlenül, hibásan, az ő közreműködése nélkül lépett működésbe. Az űrhajós ezen kijelentését kétségek övezték – különösen annak fényében, hogy a kabinajtó egy tesztpéldányán jelentősen túllépve a műdködési paramétereken sem sikerült véletlen explóziót kiváltani –, ám Grissom ragaszkodott hozzá, hogy az ajtó hibásan működött és végül ezt a verziót fogadták el hivatalosan is.

A kabin 38 évig feküdt az óceán feneként, mintegy 4500 méteres mélységben, amikor az Oceaneering cég Curt Newport irányításával egy a Discovery Channel tévécsatorna által szponzorált expedíció keretében mélytengeri kutató robot tengeralattjárókkal előbb megkereste, majd a felszínre emelte. Korábban három alkalommal is megpróbálta az Oceaneering megtalálni a kabint a Challenger űrrepülőgép roncsainak felkutatásához kifejlesztett technológiára, valamint a NASA-tól kapott adatokra támaszkodva, ám az 1987-es, 1992-es és 1993-as próbálkozások sikertelenek maradtak. Newport később meggyőzte a Discovery Channel televíziótársaságot egy önálló, kizárólag az űrhajó felkutatását és kiemelését célzó expedíció finanszírozására és az 1999. április második felében a tengerre kifutó kutatóexpedíció 1999. május 1-jén fedezte fel a viszonylagos épségben levő "roncsot", majd 1999. július 20-án (a holdraszállás 30. évfordulóján) emelte a felszínre. A kabint a Kansas Cosmosphere and Space Centerbe szállították, ahol később kiállították.

Mercury–Atlas–6

A program harmadik repülése, amelyben ember járt a világűrben. A repüléshez az Atlas rakétát használták, amely képes volt a Mercury űrhajót első kozmikus sebességre gyorsítani, így a Friendship 7 hívójelű űrhajó utasa, John Glenn nem űrugrást, hanem 3 Föld körüli fordulatos repülést teljesített 1962. február 20.-án.

Mercury–Atlas–7

Scott Carpenter űrhajóssal a fedélzetén 1962. május 24-én indult Cape Canaveralről az Aurora 7 hívójelű Mercury űrhajó. A repülés célja John Glenn repülésének megismétlése, azaz 3 Föld körüli fordulat teljesítése volt.

Mercury–Atlas–8

1962. október 3-án Wally Schirra teljesítette a Mercury-program ötödik repülését, amely egyfajta közbenső megálló volt a 3 fordulatos repülések és a rendszer lehetőségeinek határait elérő 1 napos repülés között. A Szigma 7 jelű űrkabinban az űrhajós 6 Föld körüli fordulatot teljesített.

Mercury–Atlas–9

A Mercury 9 (hívójelén a Faith 7) a program legutolsó repülése volt, amelyben Gordo Cooper űrhajós 22 keringésnyi időt (közel másfél napot) töltött a világűrben.

Leszállóhelyek

Leszállóhelyek / Cape Canaveral Hawaii Freedom 7 Liberty Bell 7 Friendship 7 Aurora 7 Sigma 7 Faith 7

További információk

A Wikimédia Commons tartalmaz Mercury-program témájú médiaállományokat.

Források

• Űrhajózási lexikon. Főszerk. Almár Iván. Budapest: Akadémiai – Zrínyi. 1981. ISBN 963 05 2348 5

Magyar oldalak

• Egy amerikai a világűrben: 45 éve repült az első Mercury űrhajó (1. rész)
• Egy amerikai a világűrben: 45 éve repült az első Mercury űrhajó (2. rész)

Külföldi oldalak

• A Mercury-program hivatalos honlapja (Kennedy Space Center)
• Project Mercury Drawings and Technical Diagrams
• Technical Diagrams and Drawings
• Heroes in a Vacuum: The Apollo Astronaut as Cultural Icon