Mercury-Scout 1

Prima che esistessero i satelliti di comunicazione geostazionari, seguire una navicella in orbita bassa richiedeva di circondare il pianeta con stazioni poste sotto la sua traiettoria. La rete di tracciamento di Mercury era esattamente questo: un insieme di stazioni terrestri e navi, di proprietà degli Stati Uniti e gestite dagli Stati Uniti, collocate sotto la traccia della capsula. Quando la navicella si avvicinava a poche centinaia di miglia da una stazione, questa poteva mantenere comunicazioni vocali e di telemetria in linea visiva via HF (onde corte), VHF o UHF, e tracciamento radar in banda C e banda S. Ogni passaggio durava solo pochi minuti, finché la stazione non scompariva sotto l'orizzonte; tra una stazione e l'altra, la capsula restava senza contatto, salvo qualche messaggio occasionale e poco affidabile in HF. Le stazioni erano collegate al Control Mercury della Florida tramite linee terrestri, cavi sottomarini e, in alcuni casi, radio a onde corte.

La rete entrò in servizio nel 1961 con diciotto stazioni di tracciamento terrestri e due navi, una nell'Atlantico e una nell'Oceano Indiano, destinate a colmare i vuoti tra le stazioni. Il nodo principale era il Centro di Controllo Mercury di Capo Canaveral, in Florida, con antenne di supporto a Grand Bahama e Grand Turk. Da lì, seguendo la traiettoria verso est, venivano Coopers Island (Bermuda), la nave dell'Atlantico, la stazione di Maspalomas a Gran Canaria, Kano (Nigeria), Zanzibar, la nave dell'Oceano Indiano, Muchea e il poligono di Woomera in Australia, l'isola Canton, Kauai (Hawaii), Point Arguello (California), Guaymas (Messico), White Sands (Nuovo Messico), Corpus Christi (Texas) ed Eglin (Florida). La composizione variava di volo in volo: tra MA-6 e MA-7, ad esempio, fu ritirata la nave dell'Atlantico centrale e quella dell'Oceano Indiano fu riposizionata nel Canale del Mozambico.

La gestione di quella rete non dipendeva dal centro che dirigeva Mercury. Il 1° luglio 1961 la responsabilità di gestire la rete globale di Mercury fu assegnata al Goddard Space Flight Center, con la particolarità che, durante i periodi attivi di missione, il controllo tornava al personale dello Space Task Group. Questa doppia titolarità — Goddard come gestore permanente, il team di Mercury come utente durante il volo — spiega buona parte dell'insistenza del programma nel collaudare l'intera rete prima di affidarle la vita di un astronauta.

Una rete di tracciamento non si verifica sulla carta. I radar devono acquisire un bersaglio reale e passarselo l'un l'altro; i ricevitori di telemetria devono agganciarsi al segnale giusto nel momento giusto; gli operatori devono eseguire le procedure di acquisizione, tracciamento e consegna nei pochi minuti che dura ogni passaggio; e i collegamenti con la Florida devono trasportare i dati in tempo perché il controllo missione possa prendere decisioni. Tutto ciò si può esercitare davvero solo contro un bersaglio che passi realmente sopra.

Nel 1961 il programma aveva fretta e poche occasioni. I voli orbitali Mercury erano scarsi e costosi, e ciascuno era dedicato prioritariamente a verificare il razzo Atlas e la capsula stessa. Lanciare un satellite piccolo, economico e dedicato esclusivamente a essere tracciato permetteva di moltiplicare le ripetizioni senza consumare una capsula. Da qui la proposta del 5 maggio 1961: usare razzi Scout per mettere in orbita piccoli satelliti con cui valutare la rete mondiale di tracciamento in preparazione delle missioni orbitali con equipaggio. Il concetto fu approvato il 24 maggio e, il 13 giugno, lo Space Task Group inviò alla sede della NASA i dettagli del sistema di strumentazione Mercury-Scout, descrivendo la missione come una verifica dell'efficacia operativa della rete globale di tracciamento di Mercury.

Lo sforzo non si limitò al volo. Nel luglio 1961 furono condotte esercitazioni di rete con il veicolo di prova MNTV-1, e la NASA registrò quanto osservato nelle stazioni a terra durante le esercitazioni dal 25 al 31 luglio 1961. Il veicolo orbitale sarebbe stato la naturale continuazione di quelle prove: una volta esercitata la procedura in simulazione, mancava un bersaglio reale.

Il resto di Mercury volò con Little Joe, Redstone e Atlas. Per MS-1 la NASA scelse una strada diversa e sfruttò ciò che già esisteva: l'Aeronautica Militare lanciava già razzi Blue Scout da Capo Canaveral, per cui si decise di modificare un Blue Scout II, il veicolo D-8, e affidare il lancio alla stessa Aeronautica.

Lo Scout era un lanciatore a propellente solido a quattro stadi, con un primo stadio Algol dell'Aerojet General, un secondo stadio Castor della Thiokol, un terzo stadio Antares dell'Allegany Ballistics Laboratory e un quarto stadio Altair dello stesso laboratorio. Le sue dimensioni erano modeste per gli standard del programma: circa ventuno metri e mezzo di lunghezza totale a fronte della mole dell'Atlas. Proprio questa modestia era la sua virtù: un veicolo piccolo, a stadi solidi e a costo contenuto, capace di collocare un carico leggero in orbita bassa, era il veicolo logico per un satellite la cui unica funzione era emettere e farsi tracciare.

Il satellite MS-1 era una piccola scatola rettangolare di 67,5 kg. Portava due ricevitori di comandi, due beacon minitrack, due trasmettitori di telemetria e un beacon in banda S e banda C, con le rispettive antenne, alimentati da una batteria da 1500 wattora. A questo insieme si aggiungeva il pacchetto di strumenti del quarto stadio.

La duplicazione di quasi tutto — due ricevitori, due beacon, due trasmettitori — non era casuale: l'obiettivo era che la rete potesse esercitarsi con le stesse bande e gli stessi tipi di segnale che avrebbe impiegato una capsula Mercury con equipaggio, e che un guasto isolato non privasse la missione del suo scopo. La batteria bastava per circa diciotto ore e mezza di funzionamento continuo, il che avrebbe esaurito il satellite in meno di un giorno. Il piano operativo allungava questa autonomia: dopo le prime tre orbite, circa cinque ore, l'apparecchiatura sarebbe stata spenta via telecomando e sarebbero stati analizzati i dati raccolti; poi sarebbe stata riaccesa per altre tre orbite e altre cinque ore; e la sequenza si sarebbe ripetuta una terza volta. I pianificatori di Mercury calcolavano che, accendendo e spegnendo il satellite, la rete avrebbe ottenuto dati ed esperienza equivalenti a tre missioni orbitali Mercury.

Mercury-Scout 1 era pronto per il lancio il 31 ottobre 1961 presso il complesso LC-18B di Capo Canaveral. Il conto alla rovescia precedente il lancio si svolse normalmente, ma il motore non riuscì ad accendersi. Le squadre di rampa verificarono e ripararono i circuiti di accensione e si decise di ripetere il tentativo il giorno successivo.

Il 1° novembre 1961 il D-8 decollò. Il controllo cominciò a mancare pochi secondi dopo il decollo: il veicolo sviluppò movimenti erratici che gli imposero carichi aerodinamici elevati e, a T+28 secondi, il primo stadio cominciò a disintegrarsi. L'ufficiale di sicurezza del poligono emise l'ordine di distruzione a T+43 secondi di volo. Non ci fu orbita, non ci fu satellite e non ci furono dati di tracciamento.

Quello stesso giorno avvenne nel programma un cambiamento di altro ordine: lo Space Task Group, l'organizzazione incaricata di dirigere il Progetto Mercury e gli altri programmi di volo spaziale con equipaggio, prese il nome di Manned Spacecraft Center, con Robert R. Gilruth come direttore. Il giorno in cui il programma perdeva il suo veicolo di calibrazione della rete era anche il giorno in cui la sua organizzazione diventava un centro proprio della NASA.

Il guasto non risiedeva nel progetto del razzo né nel carico. L'indagine lo attribuì a un errore di montaggio: un tecnico aveva scambiato per errore due connettori del cablaggio del sistema di guida. La conseguenza fu che il sistema interpretava gli errori di beccheggio come errori di imbardata e quelli di imbardata come di beccheggio. Ogni correzione ordinata dalla guida per raddrizzare il veicolo lo deviava sull'asse sbagliato, cosicché l'anello di controllo, invece di stabilizzare la traiettoria, la degradava a ogni iterazione. Da qui i movimenti erratici fin dai primi secondi, e da qui il fatto che la struttura non abbia retto agli sforzi aerodinamici risultanti.

È un modo di guasto caratteristico della sua epoca e della sua categoria: non una limitazione tecnologica, ma un errore umano di integrazione capace di distruggere un intero veicolo in meno di un minuto. Per il programma aveva inoltre una lettura scomoda, perché il volo il cui scopo era verificare che le procedure a terra funzionassero andò perduto per una procedura a terra mal eseguita.

La NASA cancellò le successive missioni Mercury-Scout. La decisione fu meno dolorosa di quanto sembri, perché il calendario aveva fatto gran parte del lavoro per conto proprio. Quando MS-1 decollò, la missione MA-4 era già volata: il 13 settembre 1961 la prima Mercury-Atlas orbitale senza equipaggio completò il suo volo con anomalie minori — una piccola perdita nel sistema dell'ossigeno, perdita del contatto vocale sopra l'Australia e il guasto di un invertitore del sistema di controllo ambientale — ma con un risultato complessivo molto soddisfacente, in cui la rete globale di tracciamento e la telemetria di Mercury funzionarono in modo eccellente e furono dichiarate pronte a sostenere il volo orbitale con equipaggio.

La conferma arrivò poco dopo la perdita di MS-1. Il 29 novembre 1961, ventotto giorni dopo, MA-5 portò in orbita lo scimpanzé Enos e rimise alla prova la rete in condizioni reali; per quella missione gli astronauti di Mercury furono assegnati come comunicatori in diverse stazioni della rete globale, esercitando il ruolo che avrebbero svolto durante i voli con equipaggio. Tra MA-4 e MA-5, la rete fu verificata e si concluse che soddisfaceva tutti i requisiti, rendendo superflue nuove missioni Mercury-Scout.

La calibrazione che MS-1 avrebbe dovuto fornire fu quindi ottenuta per la via costosa: usando le stesse missioni orbitali del programma come bersagli di tracciamento, anziché un satellite dedicato ed economico. Il prezzo fu che ogni verifica di rete rimase legata a un volo Mercury completo, con il suo Atlas e la sua capsula, e che non ci furono ripetizioni economiche per addestrare gli operatori. In cambio, i dati provenivano dall'oggetto reale e non da un sostituto.

MS-1 figura nel censimento ufficiale della NASA tra i lanci di sviluppo senza equipaggio di Mercury, incastonato tra MA-4 e MA-5 e catalogato come fallimento, con zero orbite e quarantatré secondi di volo. È la missione meno raccontata del programma, in parte perché durò meno di un minuto e in parte perché non portava nulla di riconoscibile: né capsula, né oblò, né occupante.

Il suo interesse sta proprio in ciò che rivela del programma. Mercury non fu solo una capsula e un razzo: fu anche un'infrastruttura planetaria di stazioni, navi, radar, linee telefoniche e cavi sottomarini che bisognava costruire, gestire e collaudare, e la cui affidabilità condizionava tanto la sicurezza dell'astronauta quanto qualsiasi sistema di bordo. MS-1 è il volo che il programma dedicò a quell'infrastruttura, e il modo in cui andò perduto — due connettori collegati male — riassume le servitù di un'epoca in cui i grandi fallimenti raramente venivano dalla fisica e quasi sempre dall'integrazione.