Mercury-Redstone 2

Il progetto Mercury non diede per scontato che un essere umano potesse sopravvivere a un lancio, ad alcuni minuti di assenza di peso e a un rientro balistico: trattò questa questione come qualcosa da misurare con strumenti e con esseri viventi a bordo di hardware reale, non di simulatori. Questa decisione spiega perché la sequenza dei voli di prova includesse passeggeri animali. Il Little Joe 1-B fu lanciato da Wallops Island con la scimmia rhesus «Miss Sam» a bordo, nell'ambito della serie di prove del sistema di fuga, e il ramo Redstone del programma riservò un volo intero, il secondo della sua serie con capsula qualificata, a un primate: il Mercury-Redstone 2.

La logica della sequenza era cumulativa. Il Mercury-Redstone 1A, volato il 19 dicembre 1960, aveva tra i suoi obiettivi dichiarati qualificare la combinazione capsula-lanciatore per la missione Mercury-Redstone e, esplicitamente, lasciare il sistema in condizioni idonee per il volo con primate previsto poco dopo. Quel volo raggiunse 130,68 miglia statutarie di altitudine, 234,8 miglia di gittata e una velocità di spegnimento leggermente superiore al normale, un dettaglio minore all'epoca che riapparve con molta più forza in MR-2. Con la capsula e il lanciatore già volati insieme, MR-2 doveva aggiungere la variabile mancante: un occupante vivo, strumentato, all'interno di un sistema di supporto vitale funzionante in volo.

La cronologia istituzionale del progetto identifica l'occupante di MR-2 come Ham, uno scimpanzé di 37 libbre, e lo fa in modo coerente fin dalle annotazioni logistiche del 1960: la capsula numero 5 risulta assegnata fin dall'inizio alla «missione balistica con primate (Ham)». Questo dettaglio conta perché buona parte della divulgazione successiva ha offuscato l'identità e le cifre di questo volo; qui vengono ripresi dai registri dello stesso programma.

Riguardo all'addestramento, la fonte istituzionale disponibile descrive il regime degli scimpanzé del programma animale in termini generali: acclimatazione al rumore e alla vibrazione e sessioni di centrifuga presso l'Università della California del Sud, voli parabolici di due degli animali a bordo di un aereo C-131 per sperimentare l'assenza di peso, e addestramento a compiti psicomotori avanzati. Va precisato che la cronologia colloca questa descrizione nel programma animale associato al ramo Mercury-Atlas, quello che sarebbe culminato con il volo orbitale di Enos; il dettaglio specifico dell'addestramento previo di Ham non risulta dettagliato nelle fonti consultate e resta dichiarato come lacuna. Ciò che è invece documentato è la cornice del compito: gli animali non viaggiavano come carico inerte, ma dovevano eseguire compiti psicomotori durante il volo, in modo che la misura non fosse solo la sopravvivenza ma la prestazione sotto accelerazione, assenza di peso e rientro.

La preparazione materiale di MR-2 può essere seguita con precisione nella cronologia del progetto. La capsula Mercury numero 5 fu consegnata il 30 settembre 1960 al Centro Marshall per i voli spaziali per verifiche di compatibilità con il lanciatore, e da lì fu inviata a Capo Canaveral l'11 ottobre 1960 per la missione balistica con primate. Il 2 dicembre 1960 lo Space Task Group trasmise al Centro Marshall i valori calcolati di peso e baricentro della capsula 5 per MR-2. Il 20 dicembre 1960 fu consegnato a Capo Canaveral il veicolo Redstone assegnato al volo dello scimpanzé.

Un dettaglio della preparazione illustra fino a che punto si cercasse visibilità sul comportamento del lanciatore: nella quinta riunione di coordinamento di Mercury, l'Agenzia dei missili balistici dell'Esercito propose di installare un sistema televisivo a circuito aperto sul secondo e sul terzo volo Mercury-Redstone, cioè su MR-2 e MR-3, allo scopo di osservare e trasmettere informazioni sul veicolo di lancio. La preoccupazione di sorvegliare il Redstone in volo non nacque quindi dal risultato di MR-2: era già presente prima.

Il documento degli obiettivi del programma ne elenca sei per MR-2, ed è utile leggerli per quello che sono, un elenco di qualificazioni in sospeso prima del volo con equipaggio. Primo, ottenere dati fisiologici e prestazionali di un primate in volo spaziale balistico. Secondo, qualificare il sistema di controllo ambientale e la strumentazione aeromedica, cioè l'apparecchiatura che avrebbe mantenuto in vita e sotto monitoraggio un occupante. Terzo, qualificare il sistema del sacco di ammaraggio, il dispositivo destinato ad ammortizzare l'impatto contro l'acqua. Quarto, qualificare parzialmente il sistema di comunicazioni vocali. Quinto, qualificare il portello laterale ad apertura meccanica, la via di uscita dell'astronauta. E sesto, ottenere una valutazione ad anello chiuso del sistema di interruzione automatica del lanciatore, cioè verificare la catena completa di rilevamento e risposta a un guasto.

Cinque dei sei obiettivi riguardano direttamente la sicurezza e l'abitabilità del volo con equipaggio. MR-2 non era un esperimento zoologico: era la prova generale della cabina.

MR-2 decollò da Capo Canaveral il 31 gennaio 1961 dal complesso di lancio 5. Durante la fase propulsa, la spinta del sistema di propulsione fu considerevolmente più alta del previsto. A quell'anomalia se ne aggiunse un'altra, concatenata: l'esaurimento prematuro dell'ossigeno liquido generò il segnale che separò la capsula dal lanciatore alcuni secondi prima del previsto. In pratica, il veicolo spinse più forte e per meno tempo di quanto prevedesse il piano di volo.

La conseguenza immediata fu una sovraccelerazione. Combinata con la velocità fornita dal razzo di fuga, portò la capsula a un'altitudine e una gittata maggiori di quelle pianificate. I registri di volo del programma indicano per MR-2 circa 157 miglia statutarie di altitudine, dell'ordine di 418 miglia di gittata, 16 minuti e 39 secondi di durata, una pressione dinamica massima di 575 libbre per piede quadrato e una decelerazione massima di 14,7 g. La scheda di missione pubblicata dalla NASA per i voli senza equipaggio indica la gittata in 422 miglia statutarie e dà un'altitudine inferiore, 127 miglia; la discrepanza viene annotata e nel testo si riporta la cifra della tabella dei dati di volo del programma.

Quel picco di 14,7 g è la misura più eloquente della giornata. A titolo di confronto, l'MR-1A era stato progettato attorno a una decelerazione di rientro di circa 11 g, e lo stesso volo di sviluppo del lanciatore che venne dopo registrò 11 g. Ham sopportò un carico sensibilmente superiore al nominale a causa di un'anomalia del lanciatore, non per progetto.

L'ammaraggio avvenne alle 12:12, con la capsula a circa 60 miglia dalla nave di recupero più vicina, il cacciatorpediniere Ellison: la traiettoria più lunga aveva lasciato la capsula fuori dalla zona in cui era attesa. Ventisette minuti dopo il contatto con l'acqua, un aereo da ricerca P2V la localizzò mentre galleggiava da sola e in posizione verticale nell'Atlantico. La Marina inviò elicotteri dalla nave successiva più vicina, la LSD Donner.

Nel frattempo, il mare lavorava contro la capsula. Il moto ondoso aprì due fori nel paratia a pressione di titanio e finì per capovolgerla; l'acqua entrò da una valvola di sfogo aperta. Quando la capsula fu infine recuperata, alle 2:52, conteneva circa 800 libbre di acqua marina. Nonostante le falle e l'acqua imbarcata, il recupero fu completato e Ham ne fu estratto in buone condizioni. La cronologia riporta, con una nota di umorismo pungente poco comune in un documento ufficiale, che lo scimpanzé sembrava in buone condizioni fisiologiche, ma che, quando poco dopo gli fu mostrata la capsula, risultò visivamente evidente che non aveva alcun interesse a continuare a collaborare con il programma spaziale.

Il risultato formale della missione separò con nettezza i due sistemi: la capsula fu un successo, il lanciatore solo un successo parziale. Questa asimmetria è la chiave di tutto ciò che venne dopo. Gli obiettivi della capsula erano stati raggiunti, l'occupante era tornato vivo e in buone condizioni e il sistema di supporto vitale aveva funzionato; ma il Redstone aveva spinto troppo, era rimasto senza ossigeno liquido prima del tempo e aveva inviato la capsula su una traiettoria diversa da quella calcolata.

Analizzando congiuntamente il comportamento del lanciatore in MR-1A e in MR-2, i responsabili del Centro Marshall e dello Space Task Group conclusero che esistevano diversi problemi da correggere prima del volo con equipaggio. Quelli elencati furono la vibrazione delle palette del getto, la vibrazione del vano strumenti e il guasto del sistema di controllo della spinta, oltre ad altre aree che richiedevano attenzione. La descrizione tecnica del primo problema è particolarmente rivelatrice: una retroazione strutturale verso il sistema di controllo che produceva lo «sbattimento» delle palette.

I team di ingegneria studiarono questi problemi e formularono soluzioni. La decisione che definisce questo episodio è la seguente: si ritenne che le correzioni non potessero essere considerate valide senza collaudarle in volo. Da qui la programmazione e l'esecuzione di un volo aggiuntivo, il Mercury-Redstone Booster Development, il cui obiettivo dichiarato era proprio verificare le correzioni ai problemi del lanciatore emersi dal volo MR-2. MR-BD decollò il 24 marzo 1961 dal complesso 5 con una capsula di prova non funzionale, raggiunse 113,5 miglia statutarie di altitudine e 307 miglia di gittata in 8 minuti e 23 secondi, con una decelerazione massima di 11 g, e raggiunse tutti i suoi obiettivi di prova. Come risultato di quel volo, il lanciatore fu qualificato per il volo con equipaggio nelle missioni suborbitali previste.

In altre parole: tra MR-2 e il primo volo con equipaggio statunitense si inserì un lancio intero che non era in programma come missione scientifica, bensì come verifica di correzioni. L'MR-3, la Freedom 7 pilotata da Alan Shepard, volò il 5 maggio 1961, poco più di tre mesi dopo il volo di Ham e sei settimane dopo MR-BD.

Il giudizio del programma su MR-2 fu che, nonostante il fattore di sovraccelerazione, il volo fu considerato riuscito. La formula non è compiacente: riconosce l'anomalia e sostiene che gli obiettivi che giustificavano il volo erano stati raggiunti. La capsula aveva mantenuto in vita e in buone condizioni un occupante sottoposto a un carico superiore al nominale, il sacco di ammaraggio e il portello laterale avevano superato la loro prova e il sistema di interruzione automatica era stato valutato ad anello chiuso. E, soprattutto, il volo aveva portato alla luce un difetto del lanciatore che, se non si fosse manifestato con uno scimpanzé a bordo, si sarebbe manifestato con un astronauta.

Il programma biomedico proseguì dopo MR-2. Nel ramo orbitale, il Mercury-Atlas 5 portò lo scimpanzé Enos, di 37,5 libbre, in due orbite il 29 novembre 1961; la missione fu accorciata rispetto alle tre orbite previste per il guasto di un propulsore di rollio e il surriscaldamento di un invertitore, difficoltà che, si sottolineò allora, un astronauta a bordo avrebbe potuto correggere. Enos eseguì compiti psicomotori durante il volo e fu recuperato in eccellenti condizioni fisiche, e con ciò la capsula Mercury fu dichiarata qualificata per il volo orbitale con equipaggio. I risultati di entrambi i voli con scimpanzé, quello balistico e quello orbitale, furono raccolti più tardi nel rapporto tecnico numero 138 del programma. Enos morì nel novembre 1962 presso la base aerea di Holloman, nel Nuovo Messico, a causa di una dissenteria da shigella resistente agli antibiotici; i responsabili del laboratorio di ricerca aeromedica dichiararono che la sua malattia e la sua morte non avevano alcuna relazione con il volo orbitale dell'anno precedente.

Visto da oggi, MR-2 è la missione che meglio illustra il metodo di Mercury: far volare il difetto prima che lo voli una persona, non considerare valida una correzione senza verificarla in volo e accettare il costo in termini di calendario che ciò comporta. Quel costo, nel gennaio 1961 e con la corsa allo spazio al suo punto più teso, fu un lancio intero e diverse settimane di ritardo rispetto alla prima missione con equipaggio.