Atlas (famiglia) Atlas LV-3B

L'Atlas LV-3B, noto anche come Mercury-Atlas Launch Vehicle, fu il razzo che mise in orbita bassa terrestre i primi astronauti americani. Convair lo derivò dal missile intercontinentale SM-65D, l'Atlas della serie D, e fu l'unica scelta realistica nell'arsenale statunitense: nessun altro veicolo poteva collocare in orbita la capsula Mercury e nessuno aveva volato abbastanza spesso da fornire tanti dati. Le alternative erano investire diversi anni nello sviluppo di un lanciatore dedicato oppure attendere il Titan II, non ancora operativo. A favore dell'Atlas giocava anche la sua configurazione a stadio e mezzo rispetto al Titan a due stadi: tutti i motori venivano accesi sulla rampa, così i problemi hardware potevano essere individuati prima di liberare il razzo.

Il punto di partenza non era incoraggiante. Poco dopo la loro selezione, all'inizio del 1959, gli astronauti del Mercury assistettero all'esplosione, a un minuto dal lancio, del secondo test dell'Atlas serie D, il quinto fallimento consecutivo, totale o parziale, di un Atlas. Convair stimava che l'affidabilità sarebbe arrivata al 75% all'inizio del 1961 e all'85% entro la fine di quell'anno. Il vantaggio della NASA era che il programma di sviluppo del missile procedeva in parallelo, offrendo molti voli di prova su cui collaudare le apparecchiature modificate per il Mercury.

Convair riservò una linea di montaggio ai veicoli Mercury, con personale che aveva ricevuto una formazione speciale sull'importanza del programma con equipaggio. I componenti venivano collaudati a fondo; quelli con troppe ore di funzionamento, prestazioni fuori specifica o registri di ispezione dubbi venivano scartati, e i pezzi approvati erano contrassegnati e custoditi separatamente dal resto dell'hardware Atlas. I motori Rocketdyne MA-2 scelti erano unità standard della serie D, di prestazioni medie: i motori sopra la media furono rifiutati perché nessuno sapeva spiegare con esattezza il motivo delle loro prestazioni.

La NASA voleva modificare il razzo il meno possibile. Nessuna nuova apparecchiatura poteva volare su un veicolo Mercury finché non avesse volato in almeno tre voli di sviluppo dell'Atlas, e ogni booster doveva arrivare a Cape Canaveral completo e pronto al volo; lì veniva ispezionato di nuovo e approvato da un comitato di revisione del volo, dopo aver riesaminato i recenti fallimenti di altri voli Atlas della NASA e dell'Aeronautica. Di conseguenza, ogni Mercury-Atlas richiedeva il doppio del tempo di fabbricazione e assemblaggio di un Atlas costruito per missioni senza equipaggio, e il triplo per i collaudi e la verifica al volo.

Il cuore della conversione era l'ASIS, l'Abort Sensing and Implementation System, che monitorava il booster e azionava la torre di fuga se rilevava un'anomalia. Dichiarava l'abort se la traiettoria si discostava troppo, se la spinta dei motori, la pressione idraulica o la pressione dei serbatoi scendevano troppo, se il diaframma intermedio perdeva integrità o se l'impianto elettrico smetteva di funzionare; e, come sicurezza intrinseca, la perdita di alimentazione dell'ASIS stesso contava come segnale di abort. Sul Mercury-Atlas 1 volò ad anello aperto, in grado di generare il segnale ma non di spegnere i motori, e ad anello chiuso per la prima volta sull'MA-3. Fu adattata anche la sicurezza di poligono: tre secondi separavano lo spegnimento dei motori dalla distruzione del veicolo, in modo che la torre potesse portare in salvo la capsula, ed entrambi i comandi erano bloccati nei primi 30 secondi affinché un booster in avaria non ricadesse sulla rampa.

Il primo veicolo, perso in volo con l'MA-1, usava il rivestimento standard del missile sul serbatoio di ossigeno liquido, e la NASA ne chiese l'ispessimento. Il booster 100D fu il primo con rivestimento spesso; il 67D, usato sull'MA-2, volò con una fascia di rinforzo in acciaio all'interfaccia con la capsula, e il 77D, destinato in origine all'MA-3, fu richiamato e sostituito dal 100D. Il rivestimento fu ispessito di nuovo sull'MA-7, perché le capsule operative erano più pesanti. Il pilota automatico transistorizzato delle serie E e F sostituì l'unità elettromeccanica; il suo programmatore si guastò sull'MA-3, che non eseguì la manovra di beccheggio e dovette essere distrutto. Per contrastare l'instabilità di combustione che all'inizio del 1960 aveva fatto esplodere due Atlas sulla rampa, furono aggiunti sensori supplementari, un breve trattenimento a terra dopo l'accensione e un avviamento a umido. Il sistema di propulsione migliorato che Convair sviluppò alla fine del 1961 fu tenuto fuori dai voli di Glenn e Carpenter e usato per la prima volta su quello di Wally Schirra. La fase di funzionamento dei soli motori vernier fu eliminata, i retrorazzi posigradi passarono alla capsula, e l'MA-9 ricevette un rivestimento in plastica nella turbopompa dell'ossigeno e un allineamento disassato dei motori del booster per curare il rollio al decollo.

Nove LV-3B furono lanciati dal Launch Complex 14 di Cape Canaveral: due in test suborbitali senza equipaggio, tre in test orbitali senza equipaggio e quattro con un astronauta, per sette successi e due fallimenti. Il debutto del 29 luglio 1960, con l'MA-1, si concluse con un cedimento strutturale poco dopo il decollo. Seguirono l'MA-2 (21 febbraio 1961), l'MA-3 (25 aprile 1961), la cui capsula fu salvata dalla torre di fuga e atterrò a 1,8 km dalla rampa, l'MA-4 (13 settembre 1961) e l'MA-5 (29 novembre 1961), che trasportò lo scimpanzé Enos. Il 20 febbraio 1962 (la tabella dei vettori della voce di Wikipedia sull'Atlas LV-3B lo colloca il 21) l'Atlas 109D lanciò l'MA-6: John Glenn compì tre orbite con la Friendship 7 nel primo volo orbitale americano con equipaggio. Seguirono Scott Carpenter con l'Aurora 7 (MA-7, 24 maggio 1962), Wally Schirra con la Sigma 7 (MA-8, 3 ottobre 1962) e, il 15 maggio 1963, Gordon Cooper con la Faith 7 (MA-9, Atlas 130D), che completò 22 orbite nell'ultima missione del programma.

I booster 77D, 103D, 152D e 167D non volarono mai, e il 144D era stato assegnato all'MA-10, cancellata dopo il successo delle missioni precedenti. La NASA valutò di usare gli LV-3B rimasti per lanciare i veicoli bersaglio Gemini Agena, ma un aumento dei fondi nel 1964 le permise di acquistare nuovi booster Atlas SLV-3, e l'idea fu abbandonata.