Mercury-Atlas 3

Als MA-3 auf der Startrampe ankam, hatte das Mercury-Programm die Hälfte seines Problems gelöst, die andere Hälfte stand noch aus. Die Kapsel hatte bereits die Abbrüche der Little-Joe-Reihe, den Rettungstest vom Strand aus und Mercury-Atlas 2 durchlaufen, das im Februar 1961 die Unversehrtheit der Struktur, des Ablationsschilds und der Kacheln des hinteren Rumpfes bei einem Wiedereintritt nach einem kritischen Abbruch bewiesen hatte. Was noch nicht bewiesen war, war die Trägerrakete. Die Atlas war eine interkontinentale ballistische Rakete, die in eine bemannte Rakete umgewandelt worden war, und dieser Übergang erforderte Eingriffe in fast alle ihre Systeme: Eine Rakete, die zum Abwurf eines Sprengkopfs oder Satelliten konzipiert war, trug nichts an Bord, das zum Schutz eines Passagiers gedacht war.

Mercury-Atlas 1 war im Juli 1960 beim Aufstieg verloren gegangen, und die anschließende Analyse hatte eine Neugestaltung der Wand des Flüssigsauerstofftanks erzwungen. Unterdessen bestand die politische und technische Verpflichtung des Programms weiter: einen Astronauten in die Umlaufbahn zu bringen. MA-3 war der Test vor diesem Flug, mit dem Raumschiff ausgestattet, als trüge es einen Insassen, wobei ein mechanischer Simulator dessen Platz einnahm. Das Ziel war, in der Formulierung der NASA, ein schneller Test der Kombination aus Raumschiff und Atlas in der Umlaufbahn.

Die MA-3 zugewiesene Kapsel war das Mercury-Raumschiff Nummer 8, das am 18. November 1960 im Startzentrum abgeliefert wurde. Es durchlief dreiundzwanzig Wochen Vorbereitung am Cape, bevor es flog — eine lange Zeitspanne selbst für die Maßstäbe jener frühen Flüge, bei denen jedes Raumschiff mit noch in Entwicklung befindlichen Systemen eintraf und mit Listen ausstehender Änderungen die Startrampe verließ. Das Raumschiff trug den mechanischen Besatzungssimulator — den „mechanischen Astronauten“ — und die normale Ausrüstung einer Orbitalmission; es befand sich kein Tier an Bord, anders als bei MR-2 mit Ham oder später bei MA-5 mit Enos.

Die ursprünglich für MA-3 vorgesehene Trägerrakete war die Atlas 77D, die im September 1960 ihre Werksabnahme bestanden hatte. Kurz darauf trafen die Schlussfolgerungen der Nachflugauswertung von MA-1 ein, und die dünnwandige 77D wurde zurückgezogen und durch die 100-D ersetzt. Dieser Wechsel machte die 100-D zur ersten dickwandigen Atlas, die dem Programm geliefert wurde: Bei Big Joe und MA-1 hatte nur der Treibstofftank eine verstärkte Beplankung, während der Flüssigsauerstofftank die Wandstärke der Serienrakete beibehielt, und nach dem Verlust von MA-1 kam die NASA zu dem Schluss, dass diese Wandstärke unzureichend war. Die Trägerrakete von MA-2 (67D), noch dünnwandig, hatte mit einem Verstärkungsband aus Stahl an der Verbindung zwischen Kapsel und Rakete starten müssen; die 100-D brauchte es nicht mehr.

Die 100-D führte außerdem eine transistorisierte Telemetrieeinheit ein, die die bis dahin auf den Atlas-Raketen verwendete Röhrenausrüstung ersetzte — sperrig, energiehungrig und mit einem Signal, das sich während des Starts verschlechterte. Die neue Einheit war für die Atlas-Centaur entwickelt worden und wurde rasch an das Mercury-Programm angepasst.

MA-3 war die erste Mercury-Atlas, die mit einem aktiven Rettungsturm flog. Big Joe und MA-1 waren ohne Turm geflogen — und bei MA-1 wurde vermutet, dass dessen Fehlen das aerodynamische Profil der Gesamtkonfiguration verändert hatte —, und MA-2 hatte einen Attrappenturm getragen. Das Rettungssystem war bei den Redstone- und Atlas-Flügen identisch; was sich zwischen beiden unterschied, war das Abbruch-Erkennungssystem, das bei der Atlas wesentlich komplexer war, da es sich um ein größeres Fahrzeug mit fünf Triebwerken handelte, von denen zwei während des Flugs abtrennbar waren, mit einer ausgefeilteren Steuerung und Drucktanks, die bei Druckverlust kollabierten.

Dieses System, das Abort Sensing and Implementation System (ASIS), überwachte eine kurze Liste von Parametern, ausgewählt aus den wahrscheinlichsten Fehlermodi der Atlas-Raketen der D-Serie: übermäßige Bahnabweichung, Abfall des Schubs oder des Hydraulikdrucks, Druckverlust in den Tanks, Anzeichen für strukturelles Versagen des Zwischenschotts, Ausfall des elektrischen Systems der Rakete oder Ausfall des ASIS selbst. Es war mit bewusster Redundanz konzipiert: Fiel das ASIS aus, löste der Stromausfall allein den Abbruch aus. Es war bei mehreren Raketentests geflogen und bei MA-1 im offenen Regelkreis, fähig, das Abbruchsignal zu erzeugen, aber nicht, die Abschaltung des Antriebs anzuordnen. Bei MA-3 arbeitete es erstmals im geschlossenen Regelkreis.

Der Start erfolgte um 11:15 Uhr Ostküstenzeit vom Komplex 14 der Cape-Canaveral-Luftwaffenstation. Der Aufstieg verlief normal bis etwa zur zwanzigsten Flugsekunde, dem Zeitpunkt, an dem die Nick- und Rollsequenz beginnen sollte. Dieses Manöver sollte die anfängliche senkrechte Flugbahn in eine flachere umwandeln, die die Atlas seewärts über den Atlantik führte. Das geschah nicht: Die Rakete stieg weiter senkrecht auf.

Im Kontrollraum meldete der Flugdynamik-Offizier Tec Roberts, dass kein Roll- und Nickprogramm vorliege, und die Konsequenz war für alle Anwesenden sofort klar, wie sich Flugdirektor Gene Kranz später erinnerte: Eine senkrecht aufsteigende Atlas bedrohte das Cape selbst und die umliegenden Gemeinden, und je höher sie stieg, bevor sie explodierte, desto breiter würde der Trümmerbereich über dem Gebiet ausfallen. Der Flugsicherheitsoffizier bestätigte das Ausbleiben des Manövers, öffnete die Abdeckung des Zerstörungsschalters und gab der Rakete einige Sekunden, um sich zu erholen und sich dem Atlantik zuzuwenden. Sie nutzte sie nicht. Der Zerstörungsbefehl wurde übermittelt, als das Fahrzeug die Grenzen des Sicherheitskorridors überschritt; das Radar meldete anschließend, dass es mehreren Zielen folgte — das eindeutige Zeichen, dass die Trägerrakete in Stücke zerbrochen war.

Der Rettungsturm aktivierte sich in demselben Moment, in dem der Zerstörungsbefehl gesendet wurde, und trennte das Raumschiff Nummer 8 von der Rakete. Die Kapsel stieg bis zu einem Höhepunkt von 7,2 Kilometern und fiel nur 1,8 Kilometer vom Startpunkt entfernt; ihr gesamter Flug dauerte 7 Minuten und 19 Sekunden, fast vollständig im Sinkflug am Fallschirm. Ein CH-37-Hubschrauber des US Marine Corps barg sie rund zwanzig Minuten nach dem Start aus dem Atlantik.

Für das Mercury-Team war das der einzige Trost des Tages: Der Ausfall der Trägerrakete verwandelte sich in einen ungeplanten Test des Rettungssystems, und das System funktionierte. Die Mission wurde jedoch als Fehlschlag verzeichnet, und die Zusammenfassung des Startzentrums hielt es unverblümt fest: gestartet und abgebrochen, Ziele nicht erreicht.

Am 17. Mai 1961 wurde eine Untersuchungskommission eingesetzt, um die Ursache des Ausfalls der MA-3-Trägerrakete zu ermitteln. Die Kommission prüfte mehrere Bereiche und isolierte anhand der Überprüfung der Testdaten drei als wahrscheinliche Ursachen. Die Telemetrieanalyse verortete den Ursprung bald im Führungssystem, konnte den Defekt jedoch nicht genau bestimmen: Alles deutete darauf hin, dass sich der Programmierer der Rakete kurz nach dem Start vollständig abgeschaltet hatte oder einen Stromausfall erlitten und neu gestartet hatte, ohne die Nick- und Rollsequenz auszuführen.

Zwei Monate nach dem Flug wurde der Programmierer der Atlas im Schlamm eines Strandes nicht weit von der Startrampe gefunden und konnte untersucht werden. Die Untersuchung klärte die Ursache nicht mit Sicherheit — erwogen wurden eine Verunreinigung der Anschlussstifte des Programmierers selbst und ein Spannungstransient, der ihn neu gestartet haben könnte —, legte aber etwas Unangenehmeres offen: Die Baugruppe wies mehrere schwerwiegende Konstruktionsfehler auf, die behoben werden mussten. Die praktische Folge war, dass sich der unbemannte Orbitalqualifikationsflug um mehrere Monate bis September verzögerte.

Das aus dem Meer geborgene Raumschiff Nummer 8 wurde überholt und kehrte am 11. Mai 1961 mit der Bezeichnung 8A, die bereits Mercury-Atlas 4 zugewiesen war, zum Startzentrum zurück. Nach achtzehn Wochen Vorbereitung flog es am 13. September 1961 in derselben Konfiguration, diesmal auf der Atlas 88-D. MA-4 trug spezielle Vibrations- und Geräuschinstrumentierung sowie einen mechanischen Besatzungssimulator zusätzlich zur normalen Ausrüstung des Raumschiffs und wurde das erste Mercury-Raumschiff, das die Erdumlaufbahn erreichte: Höhepunkt von 123 Seemeilen und Tiefpunkt von 86, laut der Chronologie des Programms. Nach einer Umkreisung löste der Bordtimer die Bremsraketen aus, und die Kapsel wasserte. Die Zusammenfassung des Startzentrums verzeichnet es als überholtes Raumschiff, das in derselben Konfiguration geflogen wurde, Mission erfolgreich.

Dass dieselbe Kapsel, die aus einer sich selbst zerstörenden Atlas gerissen worden war, fünf Monate später die Umlaufbahn erreichte, fasst die Methode jenes Programms gut zusammen: Das Material wurde geborgen, repariert, erneut geflogen, und jeder Fehlschlag wurde zu einer Liste von Korrekturen. MA-3 erreichte keines seiner Ziele, hinterließ dem Programm jedoch drei Dinge: die Gewissheit, dass der Rettungsturm unter realen Bedingungen funktionierte, einen Katalog von Fehlern des Atlas-Programmierers und eine unversehrte Kapsel, mit der sich der Flug nachholen ließ, den MA-3 nicht schaffen konnte.