Mercury-Atlas 8

La pianificazione del terzo volo orbitale statunitense iniziò nel febbraio 1962, quando non era ancora volata la seconda missione. L'obiettivo dichiarato era «sei o sette» orbite, un gradino intermedio verso il volo di diciotto orbite e un giorno di durata che la NASA perseguiva dal 1961. La scelta finale di sei, e non sette, non fu tecnica ma logistica: una settima orbita avrebbe richiesto di schierare forze di recupero molto più ampie per raggiungere la capsula in qualsiasi punto della sua traiettoria entro le diciotto ore fissate dalle regole della missione. Questa stessa decisione spostò il punto ottimale di ammaraggio dall'Atlantico al Pacifico e riorganizzò completamente il dispositivo navale.

Il 27 giugno 1962 la NASA annunciò ufficialmente la missione, già con sei orbite come tetto, e designò Walter Schirra come pilota titolare con Gordon Cooper come riserva, ripetendo lo schema «riserva in una missione, titolare nella successiva» proveniente dai due voli precedenti. Schirra era stato riserva della missione precedente in una catena di sostituzioni iniziata nel marzo 1962, quando Deke Slayton fu dichiarato medicalmente non idoneo e il suo posto passò a Scott Carpenter anziché allo stesso Schirra, per il volume di addestramento che Carpenter aveva accumulato fin dalla preparazione del primo volo orbitale.

Il piano di volo fu emesso il 27 luglio e, salvo piccole modifiche in agosto e settembre, rimase praticamente intatto fino al lancio. Era una correzione deliberata di quanto accaduto con la missione precedente, il cui piano aveva subito alterazioni frequenti ed estese che avevano impedito al pilota di addestrarsi efficacemente. Cambiò anche l'orientamento: la MA-8 sarebbe stata un volo ingegneristico incentrato sul comportamento della navicella e non sulla sperimentazione scientifica, proprio per spianare la strada a una missione di lunga durata.

La capsula e il razzo erano quasi identici a quelli dei due voli orbitali precedenti, ma le differenze erano mirate ai problemi concreti emersi in essi. Furono rimosse le coperte termiche dei retrorazzi per risparmiare peso, e fu aggiunta una carica acustica SOFAR, da espellere all'apertura del paracadute principale per aiutare le squadre di recupero a localizzare la navicella dopo l'ammaraggio. L'apparecchiatura di comunicazione fu aggiornata. E, soprattutto, furono introdotte diverse modifiche al sistema di controllo di reazione, tra cui la possibilità di disinserire i getti ad alta spinta: esattamente la leva che avrebbe permesso lo stile di pilotaggio parsimonioso che definì la missione. La cronologia del programma registra che tali modifiche furono apportate per eliminare le difficoltà emerse nei voli di Glenn e di Carpenter.

Anche il lanciatore Atlas assegnato, il veicolo 113D, arrivò modificato. Incorporava iniettori di carburante con deflettori e un nuovo accenditore ipergolico in sostituzione di quello pirotecnico originale, modifiche che eliminavano i problemi di instabilità di combustione e permettevano di rilasciare il razzo non appena raggiunta la spinta piena, senza trattenerlo per qualche istante sulla rampa.

Il prezzo fu il ritardo. L'Atlas doveva essere imbarcato verso Capo Canaveral a luglio, ma sospese il collaudo composito di fabbrica alla Convair e la sua consegna slittò di un mese: la NASA lo accettò il 27 luglio e arrivò l'8 agosto. La capsula, invece, era la numero 16 ed era al Capo dal 16 gennaio 1962.

Con il razzo già al Capo, l'Aeronautica comunicò che due recenti prove statiche di motori avevano subito guasti alla turbopompa, e che l'esplosione di un Atlas un secondo dopo il decollo, in aprile, era stata attribuita a un guasto della turbopompa del motore sustentatore. Tutti i casi si erano verificati con la valvola del sustentatore che si muoveva verso la posizione di apertura e con modifiche hardware non collaudate. La raccomandazione fu di sottoporre il 113D a una prova statica sulla stessa rampa, in grado di esporre la turbopompa alla modalità di guasto sospetta.

Il calendario fu fissato il 6 settembre: prove fino al 24 settembre e lancio probabile il 3 ottobre. Nel frattempo comparve anche una perdita di carburante causata da una saldatura difettosa in un tubo. La prova statica si svolse l'8 settembre e il razzo fu dichiarato pronto per il montaggio il giorno 18. Il 24 settembre, la commissione di revisione della sicurezza di volo riesaminò i quindici lanci Atlas avvenuti dalla missione precedente, tre dei quali falliti, ed escluse a uno a uno che le loro cause riguardassero il Mercury: un guasto casuale di controllo qualità che la gestione serrata del programma evitava, un problema del sistema di guida che affondò una sonda nell'Atlantico ma che impiegava un modello di guida diverso, e un terzo veicolo distrutto dall'ufficiale di sicurezza la cui causa l'Aeronautica non aveva ancora annunciato un mese dopo.

Bisognò anche fugare un dubbio di natura diversa: la cintura di radiazione generata in orbita dai recenti test nucleari. Uno studio approfondito concluse all'inizio di settembre che volare era sicuro; l'esterno della capsula avrebbe ricevuto circa 500 röntgen, ma la schermatura e la struttura avrebbero ridotto la dose dell'astronauta a circa 8 röntgen, ben entro i limiti di tolleranza stabiliti.

Walter M. Schirra Jr. figura nel registro della missione come unico pilota, con la NASA come agenzia. Iniziò ad addestrarsi all'inizio di luglio e accumulò ventinove ore di simulatore e trentuno ore sulla navicella stessa, comprese diverse prove di sistema e tre voli simulati. L'ultimo, il 29 settembre, fu una simulazione di sei ore e mezza con la capsula e il razzo già impilati sulla rampa. A metà del periodo di addestramento ricevette la visita del presidente John F. Kennedy, l'11 settembre.

Il nome della navicella venne dallo stesso pilota. Schirra aveva considerato Phoenix, e sua moglie preferiva Pioneer, ma alla fine scelse Sigma 7: la lettera che in matematica indica la somma degli elementi, perché il volo era «la somma degli sforzi e delle energie di molte persone». Il sette finale onorava i sette astronauti originali del programma, una tradizione avviata involontariamente da Alan Shepard, la cui capsula portava quel numero di fabbrica.

Il 1° ottobre la missione fu dichiarata pronta «salvo il tempo». Preoccupavano una tempesta tropicale importante nell'Atlantico e una serie di tifoni nel Pacifico che potevano complicare il recupero. Nel pomeriggio del 2 ottobre fu presa la decisione di lanciare la mattina seguente.

Schirra fu svegliato all'1:40 del mattino, ora orientale, fece una colazione abbondante — incluso un pesce azzurro che lui stesso aveva arpionato il giorno prima —, superò una breve visita medica e uscì verso la rampa verso le quattro. Entrò nella navicella alle 4:41 e trovò nel vano portaoggetti un panino con bistecca lasciatogli come scherzo. Il conto alla rovescia procedette come previsto fino alle 6:15, quando si fermò per quindici minuti affinché la stazione di tracciamento delle Isole Canarie riparasse un radar; riprese alle 6:30 e giunse all'accensione senza altri incidenti.

Il decollo fu pulito in apparenza, ma vi fu un transitorio momentaneo di rollio in senso orario che raggiunse 7,83 gradi al secondo e si avvicinò all'ottanta per cento della soglia necessaria per far scattare il sistema automatico di interruzione. Fu attribuito in seguito a un lieve disallineamento dei motori principali, tenuto sotto controllo dai motori vernier del lanciatore stesso. La spinta del motore sustentatore fu leggermente inferiore al normale e il consumo di carburante più alto del previsto, per una sospetta perdita nel suo sistema di alimentazione.

A tre minuti e mezzo di volo, Deke Slayton, al microfono come comunicatore di capsula, interruppe per chiedere a Schirra se «oggi era una tartaruga». Era la parola d'ordine di uno scherzo ricorrente tra gli astronauti, la cui risposta corretta era impubblicabile; Schirra, senza scomporsi, annunciò che passava al registratore vocale di bordo per rispondere, e la trascrizione ufficiale attestò che la risposta corretta venne registrata. Avrebbe spiegato in seguito di non essere disposto a farla sentire a tutto il mondo.

Poiché l'Atlas volò con una traiettoria leggermente più alta, i motori di decollo si spensero due secondi prima del previsto, ma il sustentatore bruciò circa dieci secondi in più e fornì un eccesso di velocità di quindici piedi al secondo (4,6 metri al secondo), che lasciò la navicella in un'orbita leggermente più alta di quella pianificata. L'analisi iniziale della traiettoria confermò che la capsula poteva restare in orbita stabile per almeno sette giri, per cui non sarebbe stato necessario un deorbitaggio anticipato.

Dopo essersi separato dal lanciatore, Schirra stabilizzò la navicella facendola ruotare lentamente su se stessa fino all'assetto corretto. Mantenne il movimento deliberatamente lento per risparmiare propellente e riuscì a posizionare la capsula spendendo mezzo punto percentuale delle sue riserve. Seguì brevemente con lo sguardo il razzo esausto, che passava ruotando lentamente, ma non tentò di avvicinarsi. Sull'Atlantico provò il controllo manuale e lo trovò impreciso rispetto al sistema fly-by-wire.

Attraversando la costa orientale dell'Africa cominciò a sentire caldo. Il problema era visibile anche da terra, e i controllori discussero con il medico di volo se fosse sicuro continuare o se occorresse terminare la missione dopo la prima orbita. Il direttore di volo, Christopher Kraft, seguì il consiglio del medico di aspettare per vedere se si stabilizzava e diede il via libera al secondo giro. Schirra ruotò poco a poco il comando della tuta verso una posizione di raffreddamento elevato fino a dominare la situazione; paragonò il calore a quello di «tagliare l'erba in Texas».

Sull'Australia sorvegliò la comparsa di un razzo segnale lanciato da terra, coperto dalle nuvole; vide invece lampi e il contorno illuminato di Brisbane. Nel passaggio notturno sul Pacifico provò il periscopio di bordo, lo trovò difficile da usare e lo coprì non appena sorse il sole. Sul Messico comunicò di trovarsi in «configurazione da scimpanzé», con la capsula in automatico puro e senza intervento del pilota, e all'inizio della seconda orbita cominciò a provare manovre di imbardata usando la Terra attraverso il finestrino principale come riferimento, invece del vituperato periscopio.

Nel secondo giro confermò l'esistenza delle «lucciole» descritte da Glenn nel primo volo orbitale, e nel tratto notturno praticò manovre di imbardata prendendo come riferimento prima la Luna e poi stelle conosciute. Quest'ultima cosa risultò difficile: le piccole finestre della capsula davano un campo visivo molto limitato ed era difficile identificare le costellazioni. Attraversando il Pacifico tornò al volo automatico mentre chiacchierava con Gus Grissom, alla stazione di tracciamento delle Hawaii, sulle qualità del controllo manuale.

Il terzo giro intorno alla Terra inaugurò la parte più caratteristica della missione. Schirra disinserì i giroscopi della navicella, spense parte del sistema elettrico e lasciò la capsula alla deriva. Non era negligenza ma metodo: senza riferimento inerziale attivo né controllo d'assetto, il consumo di propellente scendeva praticamente a zero, e la navicella andava semplicemente dove la portava la sua rotazione residua. Approfittò di quel periodo tranquillo per verificare la propria percezione spaziale e il proprio controllo motorio — che trovò sostanzialmente intatti in assenza di peso — e per mangiare qualcosa di leggero. Ridiede corrente sopra l'oceano Indiano e proseguì sul Pacifico. Alle Hawaii ricevette l'autorizzazione a completare le sei orbite e, diretto verso la California, spense di nuovo l'energia elettrica per un secondo tratto alla deriva, che dedicò a scattare fotografie.

La quarta orbita trascorse in gran parte alla deriva e con la navicella capovolta, con la Terra «sopra» di lui. Continuò a fotografare e tentò senza successo di localizzare il satellite Echo 1 passando sull'Africa orientale. Avvicinandosi alla California parlò per due minuti con John Glenn in una conversazione trasmessa in diretta radiotelevisiva negli Stati Uniti. Riapparvero allora i problemi della tuta, questa volta con condensa d'acqua sulla visiera; Schirra, temendo che la temperatura tornasse a sfuggire al controllo, preferì non aprirla per pulirla.

Nel quinto giro si concesse di rilassarsi, commentando che era il primo riposo che si prendeva da dicembre 1961. Usò un piccolo estensore elastico per stirarsi un po' prima di passare al controllo manuale d'assetto, dove segnalò un episodio brusco di sovracorrezione e alto consumo di carburante. Sull'Atlantico tornò all'osservazione e alla fotografia. E sulle Filippine fornì il dato che riassumeva la missione: dopo quattro orbite e mezzo delle sei previste, gli restava l'ottanta per cento del propellente nei serbatoi manuale e automatico. Passando su Quito, la stazione di tracciamento gli chiese qualche parola «in spagnolo per gli amici quaggiù»; commentò quanto fosse bello vedere il paese dall'orbita e concluse con un allegro «Buongiorno a tutti». Avrebbe riconosciuto più tardi che in quel momento era furioso: si preparava al rientro e non voleva distrazioni.

La sesta orbita fu occupata quasi interamente dai preparativi per il rientro, con un'ultima serie di fotografie del Sud America e un'altra serie di prove di orientamento spaziale. Armò i retrorazzi sul Pacifico occidentale e sparò il primo alle 8 ore e 52 minuti di tempo trascorso di missione. Il sistema automatico di controllo mantenne la capsula «salda come una roccia» durante la manovra, sebbene Schirra osservasse di aver bruciato quasi un quarto del suo carburante nel processo.

Il piano includeva quattro esperimenti non legati all'ingegneria: due richiedevano la partecipazione attiva dell'astronauta e due erano completamente passivi. Quelli attivi consistevano nell'osservare quattro razzi segnale di grande potenza passando su Woomera, in Australia, e una lampada ad arco di xeno sorvolando Durban, in Sudafrica, e nello scattare due serie di fotografie — alcune con una fotocamera Hasselblad da 70 millimetri attraverso un set di filtri colorati fornito dall'U.S. Weather Bureau, e altre a colori convenzionali — incentrate su accidenti geologici e configurazioni nuvolose. Gli scatti filtrati dovevano servire a calibrare la riflettività spettrale di nuvole e superfici e migliorare così le fotocamere dei futuri satelliti meteorologici. I pacchi passivi erano due set di pellicole fotografiche sensibili alla radiazione, forniti dal Goddard Space Flight Center e dalla scuola di medicina aeronautica della Marina, e un insieme di otto materiali ablativi sperimentali fissati all'esterno della navicella per valutarne il comportamento al rientro.

Il bilancio scientifico fu disomogeneo. I due esperimenti di osservazione luminosa fallirono per una nuvolosità fitta su entrambi gli obiettivi, sebbene Schirra vedesse lampi vicino a Woomera e le luci di una città a poche centinaia di miglia da Durban. La fotografia filtrata per il Weather Bureau funzionò come pianificato, con quindici immagini scattate; delle quattordici convenzionali a colori, diverse risultarono inutilizzabili per sovraesposizione o eccesso di nuvole, e alla fine il set non fu utilizzato per analisi scientifiche. Schirra avvertì che la quantità di nuvolosità su scala mondiale poteva essere un problema per questo tipo di lavoro, sebbene l'Africa e il sud-ovest degli Stati Uniti apparissero perfettamente sereni. L'analisi delle lastre sensibili confermò un flusso radioattivo molto basso all'interno della navicella, e sei dei materiali ablativi testati furono ritenuti soddisfacenti in termini generali, nonostante la difficoltà di confrontarli tra loro.

Dopo la frenata, Schirra utilizzò i getti ad alta spinta per orientare la capsula e commentò che il controllo d'assetto si sentiva «molle». Poi attivò il sistema automatico di stabilizzazione per velocità angolare, una modalità che divorava propellente a ritmo elevato e che gli era stata richiesta espressamente come collaudo ingegneristico; gli dispiacque vedere consumato in pochi minuti il carburante che aveva amministrato con tanta cura durante sei orbite.

Il dispositivo di recupero nella zona principale, nel Pacifico centrale, era organizzato intorno alla portaerei USS Kearsarge, posizionata al centro dell'area di ammaraggio, con tre cacciatorpediniere schierati lungo la traiettoria orbitale, quattro aerei di ricerca assegnati e tre elicotteri di salvataggio imbarcati. Il Kearsarge rilevò la capsula via radar quando era ancora a 200 miglia (320 chilometri) dal punto di caduta; novanta miglia (140 chilometri) più su nella traiettoria, il cacciatorpediniere USS Renshaw segnalò un boom sonico al passaggio della navicella sopra di esso. Schirra aprì il paracadute frenante a 40.000 piedi (12.000 metri) e quello principale a 15.000 piedi (4.600 metri).

L'ammaraggio fu notevolmente preciso: a quattro miglia e mezzo (7,2 chilometri) dal punto bersaglio e a mezzo miglio (0,80 chilometri) dal Kearsarge, al punto che Schirra scherzò dicendo che era diretto verso l'«ascensore numero tre» della portaerei. La capsula colpì l'acqua, affondò e riemerse, raddrizzandosi dopo una trentina di secondi. Un elicottero lanciò tre nuotatori di soccorso per aiutarlo a uscire, ma Schirra chiese via radio di preferire essere trainato fino alla nave, e dal Kearsarge uscì una lancia baleniera con un cavo.

Quaranta minuti dopo l'ammaraggio, la Sigma 7 era issata a bordo; cinque minuti più tardi Schirra fece esplodere il portello e uscì davanti all'equipaggio radunato. Gli esami successivi mostrarono un ematoma evidente sulla sua mano, causato dall'azionamento del pesante interruttore di espulsione. Egli stesso lo considerò una rivendicazione importante per Gus Grissom, la cui capsula era affondata nel precedente volo suborbitale dopo l'apertura del portello: Grissom aveva sempre sostenuto di essere saltato fuori senza averlo azionato, e l'assenza di ematoma sulla sua mano fu presa come prova che non lo aveva fatto scattare lui, bensì che vi era stato un guasto meccanico.

Schirra rimase tre giorni a bordo, tra esami medici e sessioni di interrogatorio tecnico, prima di sbarcare. La navicella fu scaricata sull'isola di Midway e trasferita su un aereo per proseguire il viaggio fino a Capo Canaveral, dove sarebbe stata analizzata con l'intenzione di esporla poi in modo permanente. Il lanciatore Atlas esaurito rientrò nell'atmosfera il 4 ottobre, il giorno dopo il lancio, e si disintegrò.

L'analisi post-volo non riscontrò alcun guasto rilevante: l'unica anomalia problematica fu il controllo della temperatura della tuta, e tutti gli obiettivi ingegneristici furono considerati raggiunti. Le misure di risparmio di carburante funzionarono particolarmente bene, con un consumo inferiore persino alle previsioni, e il rapporto ufficiale attribuì il merito integralmente al pilota nonostante le modifiche tecniche introdotte. La revisione medica non riscontrò effetti fisiologici significativi dopo nove ore di assenza di peso — solo un certo grado di ipotensione ortostatica per le ore di immobilità in una cabina stretta — né un'esposizione apprezzabile alla radiazione.

Nel suo rapporto, Schirra evidenziò le «lucciole» già descritte nei due voli precedenti e il notevole effetto visivo della spessa fascia di atmosfera visibile all'orizzonte. La vista della Terra, invece, lo deluse: il dettaglio che riusciva a distinguere era paragonabile a quello che si apprezza da un aereo che vola in quota, e arrivò a dire agli interroganti che non era «nulla di nuovo» rispetto al volare a 50.000 piedi (15.000 metri). Ciononostante, collocò la Sigma 7 «in cima alla lista» degli aerei che aveva pilotato, spodestando il caccia navale a pistoni F8F Bearcat, e definì la missione «da manuale».

Il successo della MA-8 rese «considerevolmente più facile» la preparazione della missione successiva, sebbene abbia indotto alcuni osservatori a suggerire che il programma dovesse chiudersi lì, con una netta nota di successo, invece di rischiare un altro volo potenzialmente catastrofico. Non era l'opinione dei pianificatori della NASA, che spingevano per una missione Mercury di un giorno fin dalla metà del 1961, quando aveva cominciato a sembrare tecnicamente fattibile. Preparare la navicella per quella durata richiedeva di eliminare tutto il peso possibile a bordo per compensare i consumabili aggiuntivi, e le modifiche di equipaggiamento già convalidate sulla MA-8 servirono a giustificare la rimozione di dodici libbre (5,4 chilogrammi) di apparecchiature di controllo, cinque libbre (2,3 chilogrammi) di apparecchiature radio e le settantasei libbre (34 chilogrammi) del periscopio che Schirra aveva trovato così poco utile. In totale furono elencate centottantatré modifiche tra la capsula della MA-8 e quella della MA-9, che sarebbe stata equipaggiata con diverse fotocamere sfruttando il lavoro fotografico di Schirra, sebbene i limiti di peso e potenza continuassero a limitare il carico scientifico.

La reazione pubblica e politica fu contenuta rispetto a quella dei voli precedenti. Schirra tenne una conferenza pubblica alla Rice University tornando a Houston e fu accolto con una parata per la città, ma la crisi dei missili di Cuba era in escalation da settembre e spostò il volo dai titoli dei giornali: la preoccupazione per l'efficacia relativa dei lanciatori sovietici e statunitensi cedette il passo a una preoccupazione più urgente per i missili militari sovietici. Il 16 ottobre si recò a Washington per ricevere dal presidente Kennedy la Medaglia al Servizio Distinto della NASA, lo stesso giorno in cui Kennedy vide le prime fotografie scattate da un U-2 dei siti missilistici a Cuba; l'incontro fu cordiale e informale nonostante le circostanze. Robert F. Kennedy lo prese da parte per sondarlo su una possibile carriera politica, come aveva fatto con John Glenn un anno prima, ma Schirra rifiutò e rimase alla NASA.

Il suo percorso successivo lo portò a comandare l'equipaggio di riserva della prima missione Gemini nel 1965 e, nello stesso anno, l'equipaggio titolare della Gemini 6A, in cui realizzò il primo incontro attivo tra due navicelle in orbita; i piani iniziali di aggancio in orbita erano stati cancellati. Nel 1968 comandò la prima missione Apollo con equipaggio, l'Apollo 7, e si ritirò dalla NASA nell'estate del 1969 come l'unico astronauta ad aver volato su Mercury, Gemini e Apollo.

La capsula, dopo essere stata esposta allo U.S. Space & Rocket Center e al Johnson Space Center, passò alla Astronaut Hall of Fame vicino a Titusville, in Florida. Con il trasferimento di quell'istituzione al centro visitatori del Kennedy Space Center, la Sigma 7 è oggi esposta nella sua sala Heroes and Legends.