A Mercury–Redstone–1 az Egyesült Államok azon erőfeszítésének, hogy elsőként juttassanak egy embert a világűrbe a NASA Mercury-programjának keretében volt az egyik tesztrepülése. Ezt a repülést szánták a teljes Mercury űrhajó és rakétarendszer legelső olyan próbájának, amikor a felbocsátandó űrszerelvény minden komponensében működőképes volt és így a teljes rendszer, valamint a teljes repülési folyamat tesztelhető volt általa. A kísérletre 1960. november 21-én került sor, immár Cape Canaveral-en, a NASA embervezette űrrepüléseinek kiválasztott helyszínén, ám a start sikertelen volt, a rakéta mindössze kb. 10 cm-t tett meg, amikor a hajtóműve leállt és visszazökkent az indítóplatfromra, majd a mentőrakéta működésbe lépett, de az is helytelenül, mivel nem vitte magával az űrkabint. A malíciózus mérnökök később csak úgy jellemezték a történteket, hogy „az egyetlen, amit fellőttünk, a mentőrakéta volt” és a repülést magát is úgy kezdték hívni, mint a négyhüvelykes repülés.

Történte

Mercury-program Az 1950-es évek második felére a két nagyhatalom egyrészt ádáz katonai ellenállásba sodródott egymással, amelynek a hidegháború nevet adta a történelem, másrészt sok területen, így a műszaki tudományok területén is komoly versenyt vívtak, így például a leginkább csúcstechnikának számító rakétatechnikában. Ennek egy nagyon fontos csatáját nyerte meg a Szovjetunió, amikor 1957. október 4-én felbocsátotta – a világon elsőként – Szputnyik–1 nevű műholdját. Az USA teljes közvéleménye visszavágást sürgetett, ami hosszú időn át nem sikerült, de egy fontos mérföldkőnek tartották, hogy egy ember az űrbe jusson és az lehetőleg amerikai legyen. Eisenhower elnök erre koncentrált erőfeszítést hirdetett, létrehozva a NASA-t és annak egyik fő feladatává tette egy ember szállító űrhajó sikeres felbocsátását, természetesen mindenki előtt a világon.

Ezen célok egyik fontos része volt, hogy kiválasszák és véglegesen kifejlesszék a megfelelő tolóerőt képviselő rakétát, valamint az űrhajós biztonságos repüléséhez – a felszállás és a visszatérés során – szükséges technológiákat. Erre két egymás mellett futó módszert választottak: egy parabolapályán vezetett űrugrást, amely csak pár percig repül az űrben, a 100 km magasan meghúzott Kármán-vonal, mint a világűr elméleti földrajzi határa felett és egy igazi, végig Föld körüli pályán vitt repülést. Az űrugráshoz pedig a US Army fegyvertárából a vadonatúj Redstone rakétát, míg az orbitális repüléshez a még újabb, még tesztfázisban levő Atlas rakétát jelölték ki. Ám a NASA hamar arra a felismerésre jutott, hogy az Atlas rakéta egyrészt kiforratlan még és maga is tesztelésre szorul, mindemellett egy-egy felbocsátás költsége is magasra, 2,5 millió dollárra rúg startonként, miközben egy sor teszthez nincs is szükség az Atlas kapacitására. Mindemellett a Redstone rakéta – amely ezekben a kisebb igényű tesztekben kiválthatta az Atlast – maga is drága, felbocsátásonként 1 millió dollárt felemésztő eszköz volt. Ezért egy olcsóbb hordozóeszköz használatba vétele mellett döntöttek. A döntés pillanatában ugyanakkor még nem létezett a rakéta, azt ki kellett fejleszteni.

Little Joe próbák

Így első lépcsőben nem is a majd a tényleges repülésre alkalmas hordozóeszközök fejlesztése volt a fókuszban, hanem egy tesztrakétáé, a Little Joe-é. A tesztrakéta egy szilárd hajtóanyagú, egyetlen hajtóművet használó eszköz volt, meglehetősen korlátos, de mégis elég teljesítménnyel, hogy az egyes részrendszerek működőképességét igazolni lehessen. A tesztfolyamatban az első ilyen tesztelendő részegység a mentőrakéta volt, annak is a repülés során a legkeményebb körülmények – a legnagyobb dinamikus nyomás, a Max Q zóna – közbeni működőképessége. Ezt követték a leszállító ejtőernyőrendszer próbái és értékelhetőek voltak a leszállás utáni keresési és mentési folyamatok, amelyekhez mind-mind elegendőnek látszott egy kisrakéta bevetése.

A Little Joe tesztek 1959. augusztus 21-én kezdődtek a Little Joe 1-gyel, igaz rögtön egy kudarccal, a Wallops-szigeten végzett startkísérlet közben, a tervezett felbocsátás előtt 35 perccel egy helytelen kapcsolás miatt nem a rakéta startolt el, hanem csak a mentőrakéta – mivel a téves elektromos kapcsolást a vészhelyzeti érzékelő és megszakító rendszer hibának értékelte –. A megismételt teszten, a Little Joe 1A-n már nagyobb, de mégiscsak részsiker koronázta at erőfeszítéseket, hogy aztán a Little Joe 1B-vel érjenek el a teljes sikerig.

Emellett más működési területeken is folytak próbák a Mercury hardverrel. Így például belülről működésképtelen űrhajómakettekkel vizsgálták meg az űrkabin aerodinamikai viselkedését, vagy az illeszkedését a számára tervezett rakéta adapterhez a Little Joe 6-on, vagy megvizsgálták a Beach Abort nevű próbán, hogy ha véletlenül a repülésmegszakítás után az űrhajó nem a vízre, hanem a szárazföldre érkezik le, akkor annak milyen hatásai lennének. Majd mindezt kipróbálták még a Little Joe 5-ön úgy is, hogy nem egy működésképtelen űrhajómakettel kísérleteztek, hanem egy teljes értékű példánnyal.

Ezekkel a kísérletekkel eljutottak oda, hogy egyre élethűbben tudták kipróbálni mi vár majd az embert szállító űrhajóra. Egyetlen dolog hibádzott még, a sebesség. Ezek a tesztek csak maximum 15 km magasságig és 2-3000 km/h sebességig terjedtek, a további tesztekhez már nem voltak elegek a tesztrakéták, hanem valós, a tényleges repülési feladathoz választott rakéták kellettek, hogy továbbléphessen a program.

A Redstone rakéta fejlesztései

A Redstone rakéta szintén költségtakarékossági és megbízhatósági okokból került be a NASA űrprogramjába. Az alap PGM–11 Redstone volt az Egyesült Államok egyik legrégebbi katonai rövid hatótávolságú ballisztikus rakétája, amelyet még 1952-ben fejlesztettek ki, és amely 1958–1964 között állt szolgálatban a NATO nyugat-európai haderejének hadrendjében. A rakéta a német V–2 egyenesági leszármazottja volt, amelyet Wernher von Braun tervezett a Redstone Arsenal keretein belül. A NASA az Atlas rakéta mellé további alternatívákat keresett, egyrészt a kísérletek költségeinek redukálása, másrészt megbízhatósági okokból (a Redstone különösen megbízható rakétának számított, így illett az ember űrbe juttatásának biztonsági követelményeihez), és kiválasztotta a Redstone-t, igaz annak egy a célhoz jobban megfelelő, továbbfejlesztett változatát. A Redstone a Mercury-programban a szuborbitális repülések rakétája lett.

bélyegkép|balra|200px|A Mercury-Redstone–3 felbocsátás előtti előkészületei Az eredeti Redstone katonai változata nem volt alkalmas egy Mercury kabinnak parabolapályán kellő magasságba juttatására, de a Redstone egyik továbbfejlesztett leszármazottja, a Jupiter–C meghosszabbított törzzsel, belsejében nagyobb tartályokkal rendelkezett, és az így megnövelt égésidővel már képes volt a nagyobb magasságok elérésére. A Jupiter–C éppen áttért az A–7 jelű hajtóművekre (a hadsereg a korábban alkalmazott hajtóművek lehetséges alkatrészhiánya, mint rizikó miatt váltott erre a változatra a saját rakétáiban), amely problémákat vetett fel. Az alap Redstone rakéta még a V–2 hajtóanyagát (75% etil-alkohol, 25% víz) használta, majd a Jupiter–C-nél áttértek az ún. hydyne hajtóanyagra (60% aszimmetrikus dimetilhidrazin és 40% dimetilnetriamin), amely ugyan sokkal jobb hatásfokú volt, ám sokkal mérgezőbb is egyben, ami az alkalmazásánál problémát jelentett. Ráadásul az A–7-nél sosem alkalmazták a hydyne-t, ezért a mérnökök úgy döntöttek, hogy az űralkalmazásra átalakított rakéta ismét az etil-alkoholos verziót fogja használni. A meghosszabbodott égésidő további problémát vetett fel: a normál rakétáknál alkalmazott grafit tolóerővektor terelő szárnyak a hosszabb égésidő alatt tönkremehettek, így a NASA felhívást tett közzé jobb minőségű szárnyak szállítására. A másik módosítás szintén a hosszabb égésidő okán került a dizájnba: a rakéta a hosszabb tartályméret miatt egy további nitrogén palackot kapott, amely a kiürülés arányában töltötte semleges gázzal a tartályt, és a turbószivattyú egy további hidrogén-peroxid tartályt kapott.

További eltérést jelentett a katonai és az űrrakéta között a mentő és repülésmegszakító rendszer. Egyrészről az űrrepülésre alkalmas Redstone kapott egy ún. automatikus, repülési idő alatti megszakítás érzékelő rendszert. Ennek lényege, hogy a rakéta érzékelte, hogy a repülés paraméterei mikor térnek el végzetesen a normálistól, és ekkor automatikusan beindíthatta a rendszer a mentési folyamatot, amikor a mentőrakéta leválasztotta a kabint a hordozórakétáról (természetesen a megszakítást maga az űrhajós, vagy az irányítóközpont is kiválthatta, de voltak olyan repülési profilok, amikor egyszerűen nem volt idő a manuális beavatkozásra). És természetesen a katonai változathoz képest ott volt a mentőrakéta, amely baj esetén leválasztotta a kabint a rakétáról, és biztonságos távolságba vitte tőle. Változtatások történtek a rakéta ún. far szekciójában is (amely furcsa módon nem a rakéta hátulján volt, hanem rakéta tetején, és a kabint kötötte össze a hordozóeszközzel). Ez a szekció tartalmazta a rakéta elektronikáját és irányítórendszerét, valamint az űrkabint fogadó adaptert és a katonai Redstone-oknál a rakéta kiégésekor ez a rész szétvált, az egyik fele a rakétával maradt, a másik pedig a harci résszel tovább repült, míg az űrrakéta változat esetében az egész a hordozórakétával maradt. A Redstone megbízhatóságának javítása érdekében még egy változás történt. A katonai változat ST–80-as jelű robotpilótáját egy sokkal egyszerűbb, megbízhatóbb, LEV–3 jelű változatra cserélték.

A fejlesztés végére a Mercury–Redstone összesen 800 helyen tért el a katonai alkalmazású Redstone-tól, így végül a NASA inkább rendelkezett egy új fejlesztésű rakétával, mintsem az eredeti, megbízható változattal. A továbbfejlesztett hordozórakéta, amint elkészült, a NASA rögtön ki is akarta próbálni, így jutottak el az amerikaiak az első repüléséhez, a Mercury–Redstone–1-hez.

A teszt

Előkészületek

A Mercury–Redstone–1-nek azt a feladatot szánták, hogy igazolják, a repüléshez tervezett teljes rakéta és űrhajórendszer – a Restone rakéta, a Mercury űrhajó és a mentőtorony – megfelel-e a követelményeknek és együtt képesek-e a feladat maradéktalan végrehajtására. A repülésnek egyúttal minősítenie kellett az űrhajó automata repülésirányító és leszállító rendszerét is végig a felbocsátás, a rádió röppálya menti nyomonkövetés és a leszállás utáni kutató-mentő feladatok folyamán. Ehhez például úgy alakították át a vészhelyzeti jelző- és megszakító rendszert, hogy az képes legyen érzékelni a repülésmegszakítással járó vészhelyzetet, de be legyen képes kiváltani a megszakítást magát – mivel a repülésen nem terveztek legénységet feljuttatni, ez nem jelentett volna biztonsági problémát, viszont megakadályozta volna, hogy egy hibás megszakítási parancs időnek előtte véget vessen a repülésnek.

A teszthez a 2-es gyártási számú Mercury űrkabint használták fel, az 1-es gyári számú Mercury–Redstone-hordozórakétára építve. Az indításhoz ezúttal szakítva a Little Joe tesztek wallops-szigeti helyszínével Cape Canaveral-t választották a felbocsátáshoz. Eredetileg a start dátumát 1960. november 7-re tűzték ki, ám egy váratlan hibaelhárítási feladat merült fel az űrkabinnal kapcsolatban, így új dátumot kellett kijelölni: 1960. november 21. Ezúttal először használták az újonnan elkészült Mercury irányítóközpontot a repülés irányítására.

A start