Mercury-Redstone 1

Il razzo che avrebbe dovuto debuttare con MR-1 non era nato per trasportare persone. Lo sviluppo del missile Redstone iniziò subito dopo il trasferimento del gruppo missilistico da Fort Bliss a Huntsville, in Alabama, nel 1950, e si appoggiò a due eredità: il progetto Hermes C-1 dell'esercito e l'esperienza tedesca accumulata con il V-2. Nel luglio 1950 il centro missili guidati dell'esercito raccomandò di proseguire con il missile proposto e con il motore North American XLR43-NA-1; il contratto per modificare quel motore fu assegnato il 27 marzo 1951, il programma di sviluppo iniziò il 1° maggio dello stesso anno e l'8 aprile 1952 il nuovo missile ricevette il nome di Redstone. La Chrysler ricevette la lettera di contratto come appaltatore principale della produzione il 28 ottobre 1952.

Il Redstone fu concepito come missile balistico superficie-superficie con una gittata originaria di 500 miglia, ridotta in seguito a 200. Il suo propulsore, il NAA 75-110, derivava dall'XLR43-NA-1 a propellente liquido, progettato in origine per il progetto Navaho dell'aeronautica militare. La divisione Rocketdyne della North American Aviation ricevette l'incarico di migliorarlo per ammettere un aumento di carico utile da 3.000 a 6.900 libbre, da cui derivò la designazione, che alludeva a 75.000 libbre di spinta. I miglioramenti successivi produssero sette tipi di motore, designati da A-1 ad A-7, che raggiunsero un rendimento finale di 78.000 libbre di spinta per 117 secondi, con una camera di combustione cilindrica al posto di quella sferica del V-2.

La fusoliera fu sviluppata internamente dalla divisione sviluppo missili guidati dell'esercito, con la Chrysler come appaltatore principale. William A. Mrazek, veterano di Peenemünde, fu posto a capo di una struttura formata da serbatoi di propellente pressurizzati in alluminio; la coda era una struttura rivettata in alluminio con quattro alette stabilizzatrici e timoni aerodinamici, con palette di carbonio introdotte nel getto di scarico. Il primo volo di prova del Redstone ebbe luogo il 20 agosto 1953 a Capo Canaveral, e il suo impiego operativo arrivò il 18 giugno 1958. Tra agosto 1953 e novembre 1958 furono lanciati 37 missili Redstone e solo 13 subirono un qualche malfunzionamento: era, per gli standard dell'epoca, un razzo noto e affidabile, ed è esattamente per questo che la NASA vi si interessò.

Il 7 ottobre 1958 la NASA organizzò formalmente il Progetto Mercury con tre obiettivi: mettere una capsula abitata in orbita intorno alla Terra, studiare la reazione dell'essere umano a quel nuovo ambiente e recuperare in sicurezza la capsula e il pilota. Il giorno precedente si era raggiunto un accordo provvisorio con il comando missili dell'esercito, secondo cui questo avrebbe fornito dieci Redstone e tre Jupiter al programma abitato. L'8 gennaio 1959 la NASA trasferì i fondi per otto Redstone e l'Agenzia missili balistici dell'esercito, l'ABMA, avviò la pianificazione della produzione del Mercury-Redstone. Nel gennaio 1959 i fondi arrivarono al comando missili dell'arsenale e Wernher von Braun mise Joachim P. Kuettner a capo dell'ufficio del progetto Mercury-Redstone.

Convertire un missile balistico in un veicolo adatto a trasportare persone non fu un lavoro da poco. I requisiti includevano il lancio di un carico utile di due tonnellate verso un apogeo di 100 miglia nautiche e, soprattutto, il rispetto di criteri esigenti di sicurezza durante il lancio, di considerazione dei fattori umani e di margini di prestazione. Una decisione chiave fu adottare come base la variante Jupiter C del Redstone: il suo progetto incorporava un serbatoio di propellente allungato di sei piedi, una struttura complessivamente più leggera e una prestazione migliorata capace di 78.000 libbre di spinta. I serbatoi allungati davano al veicolo un tempo di combustione di 143,5 secondi, venti secondi in più rispetto al Redstone originale. Poiché la configurazione Mercury-Redstone risultava aerodinamicamente meno stabile, fu necessario aggiungere zavorra nel vano strumenti.

Il 1° luglio 1960 un nucleo di personale dell'ABMA passò dall'esercito alla NASA, e con ciò si costituì formalmente il Marshall Space Flight Center, che assunse la responsabilità globale dei vettori Mercury-Redstone. Nell'ottobre di quell'anno, un rapporto di situazione sulla partecipazione di Marshall a Mercury attestava che i primi due Mercury-Redstone erano stati assemblati dallo stesso centro, con molti componenti fabbricati lì, e che la Chrysler ne aveva assemblati altri sei. Degli otto veicoli, i primi quattro erano già passati per il collaudo statico, e il primo Mercury-Redstone si trovava già sulla rampa di Capo Canaveral dopo una verifica di compatibilità tra capsula e propulsore eseguita a Huntsville. Il primo collaudo statico di un Mercury-Redstone era avvenuto nel gennaio 1960.

MR-1 era il primo di tre collaudi di qualificazione previsti per il vettore Mercury-Redstone. Il suo obiettivo dichiarato era qualificare la combinazione navicella-Redstone, e a tale scopo le furono assegnate la capsula numero 2, consegnata al centro di lancio il 23 luglio 1960, e il vettore Redstone numero 1, arrivato a Capo Canaveral il 3 agosto 1960. Due giorni prima, il 1° agosto, il Marshall Space Flight Center aveva pubblicato la traiettoria standard definitiva per MR-1, il documento che fissava il profilo di volo previsto.

La documentazione operativa si concluse durante l'autunno. Il 19 settembre 1960 fu emesso il formato del primo rapporto successivo al lancio di un Mercury-Redstone, un documento che doveva coprire l'intera gamma di questioni legate alla missione ed essere consegnato entro cinque giorni dal lancio; l'istruzione proveniva da Robert R. Gilruth, direttore del Progetto Mercury. Il 18 ottobre furono pubblicate le regole di missione di MR-1, con le procedure di controllo di volo e il conto alla rovescia del centro di controllo, e il 1° novembre fu pubblicata una revisione. Nello stesso mese di ottobre arrivò a Capo Canaveral, il giorno 24, la torre mobile di salvataggio d'emergenza nota come cherry picker. Durante MR-1 e la sua ripetizione MR-1A, inoltre, il personale al completo del Mercury Control Center lavorò per la prima volta al gran completo: la missione fu anche una prova generale dell'organizzazione del controllo.

Il primo tentativo di lancio non arrivò nemmeno all'accensione. Era previsto per il 7 novembre 1960 e fu annullato per una perdita di elio nella valvola di sfogo del sistema di controllo di reazione della navicella. Il conto alla rovescia fu spostato di due settimane.

Il 21 novembre 1960 si tentò di lanciare il Mercury-Redstone 1 da Capo Canaveral. La missione, senza equipaggio, fallì perché uno spegnimento prematuro dei motori del vettore attivò il sistema di fuga d'emergenza quando il veicolo si era sollevato di appena un pollice dalla rampa. Questa è la cifra riportata dalla cronologia ufficiale del progetto; il racconto di Marshall sul vettore Mercury-Redstone si limita a dire che il razzo si sollevò di poche pollici prima che i motori si spegnessero. L'episodio è passato nella divulgazione con il soprannome di volo di quattro pollici, un'etichetta da maneggiare con cautela perché le stesse fonti della NASA non concordano sull'altezza raggiunta.

Nei registri delle missioni non abitate di Mercury, MR-1 figura con una durata di due secondi, altitudine di zero miglia e distanza di zero miglia, e viene classificata senza mezzi termini come fallimento. Fu l'epilogo più asciutto possibile: il razzo si sollevò, si spense e si posò di nuovo.

Il vettore si posò di nuovo sulla rampa con danni solo lievi. Ma lo spegnimento del motore non rimase confinato al razzo: la capsula ricevette il segnale di spegnimento e, nel riceverlo, avviò la sequenza programmata per un'emergenza. Si sganciò la torre di fuga e partì il ciclo di recupero, con il vettore ancora a terra. La navicella rimase intatta e fu recuperata per essere riutilizzata.

Questo è il punto in cui la divulgazione tende ad aggiungere dettagli che le fonti istituzionali consultate per questa scheda non riportano: né la cronologia del progetto né la storia del vettore pubblicata da Marshall descrivono la traiettoria della torre di fuga una volta sganciata, né il comportamento successivo del sistema di atterraggio sulla rampa, né le ore seguenti nel complesso di lancio. Ciò che è documentato è il bilancio materiale, ed è notevole: il vettore subì danni lievi e la navicella nessuno. Il riepilogo del centro di lancio del progetto lo registra con una frase asciutta descrivendo la capsula numero 2, ricondizionata dopo il tentativo di lancio di MR-1 in cui il vettore ebbe un malfunzionamento.

L'indagine non riscontrò alcun guasto nei sistemi di volo. Lo spegnimento prematuro dei motori era stato provocato dalla perdita anticipata dell'alimentazione elettrica di terra del propulsore. L'origine di quella perdita, secondo la storia del vettore pubblicata da Marshall, fu la disconnessione prematura dei connettori di potenza e di controllo rispetto all'equipaggiamento di terra: connettori che dovevano separarsi dal razzo al decollo e che lo fecero in anticipo, o secondo una sequenza che il sistema interpretò come ordine di spegnimento.

La diagnosi ebbe due conseguenze immediate. La prima è che non fu necessario riprogettare nulla del razzo né della navicella: il problema stava nell'interfaccia con l'equipaggiamento di terra. La seconda è che la capsula aveva fatto esattamente ciò che le veniva richiesto. Di fronte a un segnale di spegnimento motore, la navicella sganciò la torre di fuga e avviò il recupero; il sistema di abbandono automatico funzionò, anche se la situazione che lo aveva attivato era solo un razzo fermo sulla propria rampa.

Le fonti istituzionali consultate per questa scheda descrivono la causa in questi termini e non dettagliano la modifica concreta introdotta nei connettori per il tentativo successivo. Questo punto resta dichiarato come lacuna: la fonte che lo sviluppa, il capitolo corrispondente della storia ufficiale del Progetto Mercury, non è accessibile sui server della NASA al momento della redazione di questa scheda.

La NASA non aspettò. Il 3 dicembre 1960 fu inviato a Capo Canaveral il vettore Redstone numero 3 per la missione Mercury-Redstone 1A, e la capsula numero 2, ricondizionata dopo il tentativo fallito, tornò sulla rampa; il riepilogo del centro di lancio conteggia per essa ventuno settimane di preparazione dalla consegna iniziale fino a quel lancio.

MR-1A fu lanciata da Capo Canaveral il 19 dicembre 1960 come ripetizione della missione del 21 novembre e fu completamente soddisfacente. Fu, a rigore, il terzo tentativo di raggiungere gli obiettivi fissati per quel volo: il primo, il 7 novembre, era stato annullato per la perdita di elio; il secondo, il 21 novembre, non aveva potuto completarsi per lo spegnimento prematuro dei motori. Gli obiettivi di MR-1A erano qualificare la navicella per il volo spaziale e qualificare il sistema di volo per il volo con primate previsto poco dopo.

Si prestò un'attenzione particolare al comportamento dell'insieme navicella-vettore lungo tutte le sequenze di volo: volo propulso, accelerazione e decelerazione, funzionamento dei razzi posigrado, funzionamento del sistema di recupero, svolgimento delle fasi di lancio, inseguimento e recupero, accensione dei retrorazzi in ambiente spaziale e funzionamento della strumentazione. Salvo che la velocità di spegnimento del vettore risultò un po' più alta del normale, tutte le sequenze furono soddisfacenti: separazione della torre, separazione della navicella, rotazione della capsula, retrofrenata, sgancio del pacchetto di retrorazzi e funzionamento del sistema di atterraggio avvennero o furono controllati come previsto. La navicella raggiunse un'altitudine massima di 130,68 miglia, una gittata di 234,8 miglia e una velocità di 4.909,1 miglia orarie. Quindici minuti dopo l'ammaraggio nell'Atlantico, l'elicottero di recupero raccolse la capsula. I registri delle missioni non abitate riportano per MR-1A una durata di 15 minuti e 45 secondi, una pressione dinamica massima di 560 libbre per piede quadrato e un'accelerazione massima di 12,4 g.

Il fallimento di MR-1 non alterò l'architettura del programma, ma sì il suo calendario e il suo morale. Riorganizzato il tentativo, la sequenza suborbitale proseguì rapidamente: il 31 gennaio 1961 MR-2 portò lo scimpanzé Ham, recuperato sano e salvo dopo aver aiutato a collaudare il sistema di supporto vitale della navicella, sebbene un malfunzionamento avesse fatto lavorare il motore a un livello di spinta più alto e la capsula fosse caduta oltre la zona prevista. In seguito a quel problema di spinta, il team di Marshall decise di inserire nel calendario una missione aggiuntiva di sviluppo del propulsore, MR-BD, lanciata con pieno successo il 24 marzo 1961. Il prezzo di quella cautela fu alto in termini di titoli di giornale: il ritardo permise all'Unione Sovietica di anticipare quando Yuri Gagarin divenne il primo essere umano a orbitare intorno alla Terra, il 12 aprile.

Il 5 maggio 1961 MR-3 portò Alan B. Shepard Jr., il primo statunitense nello spazio, e il 21 luglio MR-4 portò Virgil I. Grissom nel volo che chiuse il programma Mercury-Redstone e aprì la strada al gradino successivo, il volo orbitale con il vettore più potente Mercury-Atlas. Lo stesso missile Redstone fu disattivato come sistema d'arma nel giugno 1964.

Visto da lì, MR-1 svolse una funzione che nessun volo riuscito avrebbe potuto svolgere allo stesso modo: obbligò a osservare l'interfaccia tra il veicolo e l'equipaggiamento di terra prima che un uomo si trovasse dentro la capsula, e dimostrò sulla rampa stessa che il sistema di fuga rispondeva a un segnale di spegnimento motore. Fu un fallimento a basso costo, e in un programma che stava per mettere persone in cima a un missile, è esattamente ciò che si pretende da un volo di qualificazione non abitato.