Mercury-Redstone 1

Die Rakete, die bei MR-1 ihren Erstflug haben sollte, war nicht dafür geboren worden, Menschen zu befördern. Die Entwicklung der Redstone-Rakete begann kurz nach der Verlegung des Raketenteams von Fort Bliss nach Huntsville, Alabama, im Jahr 1950 und stützte sich auf zwei Erbschaften: das Heeresprojekt Hermes C-1 und die mit der V-2 gesammelte deutsche Erfahrung. Im Juli 1950 empfahl das Lenkwaffenzentrum des Heeres, mit der vorgeschlagenen Rakete und dem Triebwerk North American XLR43-NA-1 fortzufahren; der Vertrag zur Anpassung dieses Triebwerks wurde am 27. März 1951 vergeben, das Entwicklungsprogramm begann am 1. Mai desselben Jahres, und am 8. April 1952 erhielt die neue Rakete den Namen Redstone. Chrysler erhielt am 28. Oktober 1952 den Vertragsbrief als Hauptauftragnehmer für die Produktion.

Die Redstone wurde als ballistische Boden-Boden-Rakete mit einer ursprünglichen Reichweite von 500 Meilen konzipiert, später auf 200 reduziert. Ihr Triebwerk, das NAA 75-110, leitete sich vom flüssigkeitsbetriebenen XLR43-NA-1 ab, das ursprünglich für das Navaho-Projekt der Luftwaffe entworfen worden war. Die Rocketdyne-Abteilung von North American Aviation erhielt den Auftrag, es so zu verbessern, dass eine Nutzlaststeigerung von 3.000 auf 6.900 Pfund möglich wurde, woraus sich die Bezeichnung ergab, die auf 75.000 Pfund Schub verwies. Aus den aufeinanderfolgenden Verbesserungen gingen sieben Triebwerkstypen hervor, bezeichnet A-1 bis A-7, die schließlich eine Leistung von 78.000 Pfund Schub über 117 Sekunden erreichten, mit einer zylindrischen statt der kugelförmigen Brennkammer der V-2.

Der Rumpf wurde intern von der Lenkwaffen-Entwicklungsabteilung des Heeres entwickelt, mit Chrysler als Hauptauftragnehmer. William A. Mrazek, ein Veteran aus Peenemünde, leitete eine Struktur aus druckbeaufschlagten Treibstofftanks aus Aluminium; das Heck war eine genietete Aluminiumstruktur mit vier Stabilisierungsflossen und aerodynamischen Rudern, mit Kohlenstoffschaufeln, die in den Abgasstrahl eingeführt wurden. Der erste Testflug der Redstone fand am 20. August 1953 in Cape Canaveral statt, und ihr operativer Einsatz begann am 18. Juni 1958. Zwischen August 1953 und November 1958 wurden 37 Redstone-Raketen abgefeuert, von denen nur 13 irgendeine Fehlfunktion aufwiesen: Nach den Maßstäben jener Zeit war das eine bekannte und zuverlässige Rakete, und genau deshalb wurde die NASA auf sie aufmerksam.

Am 7. Oktober 1958 organisierte die NASA formell das Mercury-Programm mit drei Zielen: eine bemannte Kapsel in eine Erdumlaufbahn zu bringen, die Reaktion des Menschen auf diese neue Umgebung zu untersuchen und Kapsel und Pilot sicher zu bergen. Am Vortag war eine vorläufige Vereinbarung mit dem Raketenkommando des Heeres erzielt worden, wonach dieses dem bemannten Programm zehn Redstone und drei Jupiter zur Verfügung stellen würde. Am 8. Januar 1959 überwies die NASA die Mittel für acht Redstone, und die Ballistic Missile Agency des Heeres, die ABMA, begann mit der Produktionsplanung der Mercury-Redstone. Im Januar 1959 erreichten die Mittel das Raketenkommando des Arsenals, und Wernher von Braun setzte Joachim P. Kuettner an die Spitze des Projektbüros für Mercury-Redstone.

Eine ballistische Rakete in ein für den Personentransport geeignetes Fahrzeug umzuwandeln war keine geringe Aufgabe. Zu den Anforderungen gehörten der Start einer zwei Tonnen schweren Nutzlast zu einem Apogäum von 100 Seemeilen und vor allem die Erfüllung anspruchsvoller Kriterien für die Sicherheit beim Start, die Berücksichtigung menschlicher Faktoren und Leistungsreserven. Eine Schlüsselentscheidung war, die Jupiter-C-Variante der Redstone als Grundlage zu übernehmen: Ihre Konstruktion enthielt einen um sechs Fuß verlängerten Treibstofftank, eine insgesamt leichtere Struktur und eine verbesserte Leistung von 78.000 Pfund Schub. Die verlängerten Tanks gaben dem Fahrzeug eine Brenndauer von 143,5 Sekunden, zwanzig Sekunden mehr als die ursprüngliche Redstone. Da sich die Mercury-Redstone-Konfiguration aerodynamisch als weniger stabil erwies, musste im Instrumentenraum Ballast hinzugefügt werden.

Am 1. Juli 1960 wechselte ein Kernpersonal der ABMA vom Heer zur NASA, wodurch formell das Marshall Space Flight Center entstand, das die Gesamtverantwortung für die Mercury-Redstone-Trägerraketen übernahm. In einem Statusbericht über die Beteiligung von Marshall an Mercury im Oktober jenes Jahres wurde festgehalten, dass die ersten beiden Mercury-Redstone vom Zentrum selbst zusammengebaut worden waren, mit vielen dort gefertigten Komponenten, und dass Chrysler weitere sechs zusammengebaut hatte. Von den acht Fahrzeugen hatten die ersten vier bereits den statischen Test durchlaufen, und die erste Mercury-Redstone stand bereits auf der Startrampe in Cape Canaveral, nach einer in Huntsville durchgeführten Kompatibilitätsprüfung zwischen Kapsel und Triebwerk. Der erste statische Test einer Mercury-Redstone hatte im Januar 1960 stattgefunden.

MR-1 war der erste von drei für das Mercury-Redstone-Fahrzeug vorgesehenen Qualifikationstests. Sein erklärtes Ziel war es, die Kombination aus Raumschiff und Redstone zu qualifizieren, wofür ihm die Kapsel Nummer 2, die am 23. Juli 1960 an das Startzentrum geliefert wurde, und die Trägerrakete Redstone Nummer 1, die am 3. August 1960 in Cape Canaveral eintraf, zugewiesen wurden. Zwei Tage zuvor, am 1. August, hatte das Marshall Space Flight Center die endgültige Standardflugbahn für MR-1 veröffentlicht, das Dokument, das das erwartete Flugprofil festlegte.

Die operative Dokumentation wurde im Laufe des Herbstes abgeschlossen. Am 19. September 1960 wurde das Format des ersten Berichts nach dem Start einer Mercury-Redstone herausgegeben, ein Dokument, das das gesamte Spektrum missionsbezogener Themen abdecken und innerhalb von fünf Tagen nach dem Start vorgelegt werden sollte; die Anweisung stammte von Robert R. Gilruth, dem Leiter des Mercury-Programms. Am 18. Oktober wurden die Missionsregeln für MR-1 veröffentlicht, mit den Verfahren der Flugkontrolle und dem Countdown des Kontrollzentrums, und am 1. November erschien eine Überarbeitung. Im selben Oktober, am 24., traf in Cape Canaveral der als Cherry Picker bekannte mobile Notrettungsturm ein. Während MR-1 und seiner Wiederholung MR-1A arbeitete zudem zum ersten Mal das vollständige Personal des Mercury Control Center vollzählig: Die Mission war auch eine Generalprobe für die Organisation der Flugkontrolle.

Der erste Startversuch kam nicht einmal bis zur Zündung. Er war für den 7. November 1960 vorgesehen und wurde wegen eines Helium-Lecks im Entlastungsventil des Reaktionssteuerungssystems des Raumschiffs abgesagt. Der Countdown wurde um zwei Wochen verschoben.

Am 21. November 1960 wurde ein Startversuch von Mercury-Redstone 1 von Cape Canaveral aus unternommen. Die unbemannte Mission scheiterte, weil eine vorzeitige Abschaltung der Triebwerke der Trägerrakete das Notfall-Rettungssystem auslöste, als sich das Fahrzeug erst einen Zoll über der Rampe erhoben hatte. Das ist die Zahl, die die offizielle Chronologie des Projekts nennt; die von Marshall veröffentlichte Geschichte des Fahrzeugs beschränkt sich auf die Aussage, die Rakete habe sich wenige Zoll erhoben, bevor die Triebwerke abschalteten. Die Episode ist in der populären Darstellung unter dem Beinamen Flug der vier Zoll bekannt geworden, eine Bezeichnung, mit der man vorsichtig umgehen sollte, da die NASA-Quellen selbst sich über die erreichte Höhe nicht einig sind.

In den Aufzeichnungen der unbemannten Mercury-Missionen ist MR-1 mit einer Dauer von zwei Sekunden, einer Höhe von null Meilen und einer Strecke von null Meilen verzeichnet und wird unumwunden als Fehlschlag eingestuft. Es war der denkbar nüchternste Ausgang: Die Rakete hob ab, schaltete ab und setzte wieder auf.

Die Trägerrakete setzte erneut auf der Rampe auf, nur mit leichten Schäden. Doch die Triebwerksabschaltung blieb nicht auf die Rakete beschränkt: Die Kapsel erhielt das Abschaltsignal und leitete beim Empfang die für einen Notfall programmierte Sequenz ein. Der Rettungsturm zündete, und der Bergungszyklus begann, während die Trägerrakete noch am Boden stand. Das Raumschiff blieb unbeschädigt und wurde zur weiteren Verwendung geborgen.

An dieser Stelle neigt die populäre Darstellung dazu, Details hinzuzufügen, die die für diese Seite herangezogenen institutionellen Quellen nicht erwähnen: Weder die Projektchronologie noch die von Marshall veröffentlichte Fahrzeuggeschichte beschreiben die Flugbahn des Rettungsturms nach der Zündung, noch das nachfolgende Verhalten des Landesystems auf der Rampe, noch die folgenden Stunden im Startkomplex. Was dagegen dokumentiert ist, ist die materielle Bilanz, und sie ist bemerkenswert: Die Trägerrakete erlitt leichte Schäden, das Raumschiff keine. Die Zusammenfassung des Startzentrums des Projekts hält es mit einem knappen Satz fest, in dem die Kapsel Nummer 2 beschrieben wird, die nach dem MR-1-Startversuch, bei dem die Trägerrakete eine Fehlfunktion hatte, wieder instand gesetzt wurde.

Die Untersuchung fand kein Versagen in den Flugsystemen. Die vorzeitige Triebwerksabschaltung war durch den vorzeitigen Verlust der bodenseitigen Stromversorgung der Trägerrakete verursacht worden. Der Ursprung dieses Verlusts lag laut der von Marshall veröffentlichten Fahrzeuggeschichte in der vorzeitigen Trennung der Leistungs- und Steuerstecker vom Bodengerät: Stecker, die sich beim Abheben von der Rakete lösen sollten und dies zu früh taten, oder in einer Abfolge, die das System als Abschaltbefehl interpretierte.

Die Diagnose hatte zwei unmittelbare Folgen. Die erste ist, dass weder an der Rakete noch am Raumschiff etwas neu konstruiert werden musste: Das Problem lag in der Schnittstelle zum Bodengerät. Die zweite ist, dass die Kapsel genau das getan hatte, was von ihr verlangt wurde. Angesichts eines Triebwerksabschaltsignals zündete das Raumschiff den Rettungsturm und leitete die Bergung ein; das automatische Rettungssystem funktionierte, auch wenn die Situation, die es auslöste, nur eine auf ihrer eigenen Rampe stehengebliebene Rakete war.

Die für diese Seite herangezogenen institutionellen Quellen beschreiben die Ursache in diesen Worten und gehen nicht auf die konkrete Änderung ein, die an den Steckern für den nächsten Versuch vorgenommen wurde. Dieser Punkt bleibt als Lücke ausgewiesen: Die Quelle, die ihn ausführt, das entsprechende Kapitel der offiziellen Geschichte des Mercury-Programms, ist zum Zeitpunkt der Erstellung dieser Seite auf den NASA-Servern nicht zugänglich.

Die NASA wartete nicht ab. Am 3. Dezember 1960 wurde die Trägerrakete Redstone Nummer 3 für die Mission Mercury-Redstone 1A nach Cape Canaveral geschickt, und die nach dem gescheiterten Versuch instand gesetzte Kapsel Nummer 2 kehrte auf die Rampe zurück; die Zusammenfassung des Startzentrums verzeichnet für sie einundzwanzig Wochen Vorbereitung von ihrer ersten Auslieferung bis zu diesem Start.

MR-1A wurde am 19. Dezember 1960 von Cape Canaveral als Wiederholung der Mission vom 21. November gestartet und verlief vollständig zufriedenstellend. Es war streng genommen der dritte Versuch, die für jenen Flug festgelegten Ziele zu erfüllen: Der erste, am 7. November, war wegen des Helium-Lecks abgesagt worden; der zweite, am 21. November, hatte wegen der vorzeitigen Triebwerksabschaltung nicht abgeschlossen werden können. Die Ziele von MR-1A waren, das Raumschiff für den Weltraumflug zu qualifizieren und das Flugsystem für den kurz danach geplanten Flug mit Primat zu qualifizieren.

Besondere Aufmerksamkeit galt dem Verhalten der Einheit aus Raumschiff und Trägerrakete während aller Flugphasen: angetriebener Flug, Beschleunigung und Verzögerung, Funktion der Posigrade-Raketen, Funktion des Bergungssystems, Ablauf der Start-, Verfolgungs- und Bergungsphasen, Zündung der Bremsraketen im Weltraum und Funktion der Instrumentierung. Abgesehen davon, dass die Abschaltgeschwindigkeit der Trägerrakete etwas höher als normal ausfiel, verliefen alle Phasen zufriedenstellend: Turmtrennung, Raumschifftrennung, Drehung der Kapsel, Retroabbremsung, Abwurf des Bremsraketenpakets und Funktion des Landesystems erfolgten oder wurden wie vorgesehen kontrolliert. Das Raumschiff erreichte eine maximale Höhe von 130,68 Meilen, eine Reichweite von 234,8 Meilen und eine Geschwindigkeit von 4.909,1 Meilen pro Stunde. Fünfzehn Minuten nach der Wasserung im Atlantik barg der Bergungshubschrauber die Kapsel. Die Aufzeichnungen der unbemannten Missionen verzeichnen für MR-1A eine Dauer von 15 Minuten und 45 Sekunden, einen maximalen Staudruck von 560 Pfund pro Quadratfuß und eine maximale Beschleunigung von 12,4 g.

Das Scheitern von MR-1 veränderte nicht die Architektur des Programms, wohl aber seinen Zeitplan und seine Stimmung. Nach der Neuordnung des Versuchs ging die suborbitale Abfolge rasch weiter: Am 31. Januar 1961 flog MR-2 mit dem Schimpansen Ham, der wohlbehalten geborgen wurde, nachdem er geholfen hatte, das Lebenserhaltungssystem des Raumschiffs zu testen, obwohl eine Fehlfunktion das Triebwerk auf einem höheren Schubniveau arbeiten ließ und die Kapsel weiter als vorgesehen niederging. Nach diesem Schubproblem beschloss das Team von Marshall, in den Zeitplan eine zusätzliche Triebwerksentwicklungsmission, MR-BD, einzuschieben, die am 24. März 1961 mit vollem Erfolg gestartet wurde. Der Preis dieser Vorsicht war in Bezug auf Schlagzeilen hoch: Die Verzögerung erlaubte es der Sowjetunion, sich vorzudrängen, als Juri Gagarin am 12. April der erste Mensch wurde, der die Erde umkreiste.

Am 5. Mai 1961 flog MR-3 mit Alan B. Shepard Jr., dem ersten Amerikaner im Weltraum, und am 21. Juli flog MR-4 mit Virgil I. Grissom in dem Flug, der das Mercury-Redstone-Programm abschloss und den Weg zur nächsten Stufe öffnete, dem Orbitalflug mit dem leistungsstärkeren Fahrzeug Mercury-Atlas. Die Redstone-Rakete selbst wurde im Juni 1964 als Waffensystem außer Dienst gestellt.

Von dort aus betrachtet erfüllte MR-1 eine Funktion, die kein erfolgreicher Flug ebenso hätte erfüllen können: Er zwang dazu, die Schnittstelle zwischen Fahrzeug und Bodengerät zu betrachten, bevor ein Mensch in der Kapsel saß, und er bewies auf der Rampe selbst, dass das Rettungssystem auf ein Triebwerksabschaltsignal reagierte. Es war ein billiger Fehlschlag, und in einem Programm, das Menschen auf die Spitze einer Rakete setzen sollte, ist genau das, was man von einem unbemannten Qualifikationsflug erwartet.