Mercury-Redstone 3

O programa Mercury nasceu com um objetivo declarado desde o início: colocar um astronauta em órbita ao redor da Terra e trazê-lo de volta com vida. Os voos suborbitais com o foguete Redstone não eram o fim, mas o degrau anterior, a forma de comprovar com um vetor modesto o que depois seria confiado ao Atlas. Nesse esquema, a MR-3 era o primeiro voo tripulado de uma sequência que já levava anos de preparação.

A sequência se rompeu em 12 de abril de 1961. Naquele dia a União Soviética lançou Yuri Gagarin na Vostok 1 e completou uma órbita ao redor da Terra. O primeiro ser humano no espaço não era americano, e tampouco seria o primeiro em órbita. Quando a MR-3 decolou três semanas depois, a comparação estava posta: quinze minutos de arco balístico contra uma volta completa ao planeta. Boa parte da história posterior do programa — e do compromisso lunar que chegou poucas semanas depois — se explica por essa distância entre o que se pôde fazer e o que o rival já havia feito.

A nave destinada à MR-3, a cápsula Mercury número 7 saída da fábrica da McDonnell, chegou a Cabo Canaveral em 9 de dezembro de 1960. A expectativa inicial era lançar pouco depois de tê-la disponível, mas o exame da nave demonstrou que ela precisava de um trabalho de desenvolvimento e testes muito mais longo do que o previsto antes de considerá-la segura para levar uma pessoa. Como aquela cápsula específica estava reservada desde o verão para o primeiro voo tripulado, a decisão foi esperar que estivesse pronta em vez de substituí-la por outra: a data provisória foi adiada para 6 de março.

O lançador seguiu um caminho igualmente acidentado. O Redstone previsto originalmente para a missão, a unidade número 3, havia chegado ao Cabo no início de dezembro, mas acabou sendo empregado no voo de teste MR-1A de 19 de dezembro. O substituto, o Redstone número 7, só chegou no final de março, quando a missão já havia sido adiada de novo por um motivo diferente e mais sério.

No final de 1960 crescia a inquietação sobre a confiabilidade do Redstone como lançador tripulado, e o voo MR-2 a confirmou. Aquela missão levava a bordo o chimpanzé Ham e sofreu problemas técnicos durante a subida que empurraram a nave mais alto, mais longe e mais rápido do que o planejado. O voo se estendeu dois minutos além do previsto e a reentrada submeteu o animal a 14,7 g em vez dos aproximadamente 12 g calculados. O amerissagem ocorreu a sessenta milhas do navio de recuperação mais próximo e se passaram mais de duas horas e meia até que um helicóptero pudesse içar a cápsula, que a essa altura estava prestes a afundar.

Diante desse antecedente, a NASA não estava disposta a lançar a MR-3 sem mais trabalho de desenvolvimento. No final de fevereiro ainda havia sete modificações importantes do lançador pendentes de verificação em voo. Foi acrescentado ao calendário um voo adicional de teste, MR-BD — de «Booster Development», inicialmente designado MR-2A —, que decolou em 28 de março. Esse voo empurrou a MR-3 mais um mês, até 25 de abril, mas resultou praticamente perfeito e abriu o caminho: a missão tripulada podia seguir em frente sem mais atrasos significativos do lado do foguete.

Vista de hoje, a cadeia MR-2 → MR-BD → MR-3 é o melhor argumento a favor dos voos não tripulados do programa. O susto de Ham não foi uma anedota simpática com um chimpanzé: foi o aviso que evitou que um piloto humano voasse sobre um vetor com sete correções não comprovadas.

O piloto da MR-3 havia sido decidido vários meses antes, no início de janeiro, e a decisão foi de Robert R. Gilruth, responsável pelo programa. Gilruth escolheu Alan Shepard, da Marinha, como piloto principal, e designou como reservas John Glenn, do Corpo de Fuzileiros Navais, e Gus Grissom, da Força Aérea. O restante dos Mercury Seven continuou treinando para missões posteriores.

Os três nomes foram anunciados à imprensa em 22 de fevereiro sem dizer qual deles voaria. Gilruth queria manter suas opções em aberto caso fosse necessária uma mudança de última hora, de modo que o nome de Shepard só foi tornado público depois que a primeira tentativa de lançamento foi cancelada. No dia do voo, Glenn atuou como reserva de Shepard, enquanto Grissom concentrava sua preparação na MR-4, o voo suborbital seguinte.

Shepard batizou sua cápsula como Freedom 7. Seu raciocínio era o de um piloto de provas: os aviadores sempre deram nome às suas aeronaves, é uma tradição, e não lhe ocorreu deixar de fazê-lo. Consultou o nome com sua esposa Louise, com sua reserva John Glenn e com Gilruth, e todos gostaram.

O «7» final ficou associado aos sete astronautas do primeiro grupo, embora algumas fontes o relacionem ao fato de a nave ser o modelo número 7 da McDonnell. Seja qual for a origem, o gesto fixou um duplo precedente que todas as tripulações Mercury seguiram: dar nome à nave e terminá-lo em sete.

A primeira tentativa de lançamento foi em 2 de maio de 1961 e foi cancelada por causa do tempo duas horas e vinte minutos antes da hora prevista, com Shepard já vestido e pronto, esperando em um hangar. O voo foi reprogramado para dois dias depois e voltou a ser adiado por um dia devido ao mau tempo, até 5 de maio, com o horário de lançamento fixado para as 7h20 da manhã.

A contagem regressiva começou às 20h30 da noite anterior. Shepard tomou café da manhã com bife com ovos, torradas, café e suco de laranja: um cardápio que acabaria se tornando tradição para as manhãs de lançamento. Entrou na nave às 5h15, pouco mais de duas horas antes da hora prevista. Às 7h05 a contagem foi interrompida por uma hora para deixar a nebulosidade se dissipar — a boa visibilidade era essencial para as fotografias da Terra — e para reparar uma unidade de alimentação elétrica. Pouco depois de retomada, foi preciso pará-la novamente para reiniciar um computador do Goddard Space Flight Center.

As paradas não planejadas somaram pouco mais de duas horas e meia, e com elas Shepard acumulou quase três horas deitado de costas dentro da cápsula. Daí saiu um dos episódios mais citados do voo: como a missão duraria menos de vinte minutos, ninguém havia previsto um dispositivo de coleta de urina, e Shepard comunicou ao blocaute que a necessidade era urgente. Retirá-lo exigiria remontar a sala branca e desmontar a escotilha aparafusada, então ele anunciou que urinaria dentro do traje; quando lhe objetaram que isso curto-circuitaria os eletrodos médicos, respondeu que cortassem a corrente. Assim foi feito. A postura fez com que o líquido se acumulasse sob suas costas e o oxigênio que circulava pelo traje acabou secando-o. Depois do voo, o traje Mercury foi modificado e recebeu um dispositivo de coleta de resíduos líquidos.

A Mercury-Redstone 3 finalmente decolou às 9h34 da manhã, com uma audiência televisiva estimada em 45 milhões de pessoas somente nos Estados Unidos. O Redstone se comportou bem durante a fase propulsada, com algumas vibrações, e o corte do motor ficou dentro dos limites especificados, dois minutos e 22 segundos após a decolagem. Pouco antes do corte, Shepard suportou uma aceleração máxima de 6,3 g. A velocidade da Freedom 7 em relação ao espaço foi de 5.134 milhas por hora (8.262 km/h), muito próxima do valor planejado; o registro da cronologia da NASA para a velocidade máxima do voo é de 5.180 milhas por hora (8.340 km/h).

Com o motor desligado, a torre de escape foi solta. Dez segundos depois ocorreu a separação da cápsula: os parafusos explosivos do anel Marman que a unia ao foguete detonaram e os retrofoguetes posigrados a afastaram do vetor esgotado. O sistema automático de estabilização amorteceu os movimentos residuais e girou a nave 180 graus em guinada, deixando os retrofoguetes voltados para a frente e o escudo térmico orientado para a reentrada.

O sistema de controle manual da Mercury era deliberadamente redundante: usava um conjunto de bicos diferente do automático e tinha seu próprio depósito de combustível; ao ativá-lo, a alavanca de três eixos abria as válvulas de forma proporcional ao deslocamento. O sistema podia ser habilitado eixo por eixo, deixando os demais nas mãos do piloto automático.

Shepard foi assumindo o controle por partes. Primeiro a arfagem: reorientou a nave a partir da atitude de cruzeiro, com o nariz catorze graus para baixo, até a atitude de retrofrenagem de trinta e quatro graus, e voltou depois à posição inicial. Depois acrescentou a guinada, movendo a nave para a esquerda e devolvendo-a para a direita para alinhá-la. Por fim assumiu também o rolamento, verificou-o e restabeleceu a posição normal. Com os três eixos na mão, sua conclusão foi que a resposta da nave era muito parecida com a do simulador em que havia treinado, com uma diferença notável: em voo não ouvia disparar os bicos, algo que percebia em terra, porque o ruído de fundo o encobria.

A tarefa seguinte era observar o solo. A nave de Shepard, uma versão inicial da cápsula Mercury, tinha duas janelinhas redondas pequenas, uma de cada lado, mas seu principal meio de observação era um periscópio que saía pelo fundo do casco, sob seus pés. O periscópio admitia um campo amplo de baixa ampliação ou um estreito de alta, e diferentes filtros ópticos que se selecionavam girando um botão.

Durante a longa espera na plataforma, Shepard havia colocado um filtro cinza médio para reduzir o ofuscamento do sol e não teve tempo de retirá-lo antes da decolagem. Em voo descobriu que, ao esticar a mão em direção ao botão do filtro, o punho do traje roçava a alavanca de ativação manual do sistema de escape que tinha à sua esquerda. Embora a torre de escape já tivesse se soltado havia algum tempo, preferiu não arriscar e deixou o filtro colocado pelo resto do voo. O cinza lavava as cores, mas mesmo assim distinguiu sem dificuldade as massas continentais das nuvens: identificou a costa leste da Flórida, o lago Okeechobee e a ilha de Andros, a maior das Bahamas, enquanto a nebulosidade o impedia de reconhecer outras ilhas do arquipélago.

Enquanto pilotava manualmente usando o periscópio em vez dos instrumentos do painel como referência de atitude, Shepard manteve bem o rolamento e a guinada, mas deixou a arfagem derivar sem perceber. Perto do ponto mais alto do arco acendeu-se a luz que anunciava a sequência de retrofrenagem: os três retrofoguetes iriam disparar com cinco segundos de intervalo e dez segundos de queima cada um. Shepard começou a baixar o nariz em direção aos trinta e quatro graus da atitude de retrofrenagem, mas só havia alcançado uns catorze quando disparou o primeiro; chegou a uns vinte e cinco graus a tempo para o segundo e o terceiro.

Em um voo suborbital a discrepância não era crítica: a trajetória conduzia à reentrada de qualquer forma e a diferença de atitude alterava pouco o ponto de amerissagem. O que estava sendo testado era a capacidade do piloto de controlar manualmente a atitude durante a retrofrenagem, e daí o interesse da análise posterior. No primeiro interrogatório após o voo, Shepard supôs que havia se confundido com a referência, mas a explicação era outra: o indicador de arfagem daquela nave estava ajustado originalmente de forma que sua posição de referência para a retrofrenagem — a das «nove horas» — correspondia a quarenta e três graus de nariz para baixo, e não aos trinta e quatro que foram adotados depois. Shepard compensou deliberadamente acreditando que o ajuste antigo ainda estava em vigor, quando na realidade o indicador já havia sido corrigido e ninguém havia lhe comunicado.

Logo após a retrofrenagem, Shepard passou para o modo «fly-by-wire», no qual os movimentos da alavanca disparavam eletricamente os bicos do sistema automático em vez de abrir proporcionalmente os do manual. Pouco depois se soltou o pacote de retrofoguetes, preso sobre o escudo térmico por correias e sempre liberado antes da reentrada. Shepard ouviu o ruído e viu passar uma das correias pela janela, mas a luz de confirmação não acendeu. Deke Slayton, outro dos astronautas Mercury, que atuava como capsule communicator (CAPCOM) no centro de controle, confirmou-lhe que o pacote havia se soltado, e Shepard acionou o comando manual do sistema de ejeção para forçar o acendimento da luz. A análise posterior localizou a causa nas cargas pirotécnicas que liberavam o pacote: ao dispararem, absorviam tanta corrente que a queda de tensão reiniciava o temporizador encarregado de acender aquela luz. As cargas foram modificadas para as missões seguintes.

Shepard descreveu o fly-by-wire como suave e com sensação de comando pleno sobre a nave. Deixou brevemente que os sistemas automáticos a reorientassem para a reentrada, retomou o controle e o manteve enquanto as forças g cresciam até o pico de 11,6 g; quando a nave se estabilizou, devolveu o comando ao sistema automático. A descida foi mais rápida do que o previsto, mas os paraquedas se abriram conforme planejado: o de freio a 21.000 pés (6,4 km) e o principal a 10.000 pés (3,0 km).

A amerissagem teve um impacto comparável ao de um pouso de um jato sobre um porta-aviões. A Freedom 7 inclinou-se cerca de sessenta graus sobre o lado direito sem dar sinais de entrada de água e se endireitou sozinha depois de um minuto; Shepard pôde informar aos aviões que sobrevoavam a área que estava bem e pronto para a recuperação. O helicóptero chegou poucos minutos depois e, após um breve problema com a antena da nave, içou parcialmente a cápsula para fora da água para que o piloto pudesse sair pela escotilha principal. Shepard deslizou até o arnês de içamento e subiu ao helicóptero, que levou o astronauta e sua nave até o USS Lake Champlain. Todo o processo de recuperação, desde o impacto até a chegada ao convés, durou onze minutos. A própria cronologia da NASA destacou que as operações de recuperação foram perfeitas: os helicópteros seguiram visualmente a descida, o contato com o piloto foi estabelecido dois minutos após o impacto e a nave não sofreu danos.

O voo durou 15 minutos e 22 segundos, com cerca de cinco minutos de ausência de peso. A nave percorreu 302 milhas estatutárias (486 km) a partir do ponto de lançamento e alcançou uma altitude de 116,5 milhas (187,5 km); em unidades náuticas, 101,2 milhas de altitude e 263,1 de alcance. A amerissagem ocorreu em 27,23° N, 75,88° O. A aceleração máxima na subida foi de 6,3 g e na reentrada Shepard suportou pouco menos de 12 g segundo o registro da cronologia, com um pico de 11,6 g no relato do voo. A velocidade máxima ficou registrada em 5.180 milhas por hora (8.340 km/h).

A missão foi acompanhada ao vivo pela televisão em um país que já fazia três semanas digerindo o voo de Gagarin. Em 8 de maio, três dias depois da amerissagem, o presidente John F. Kennedy condecorou Shepard com a Distinguished Service Medal da NASA em uma cerimônia na Casa Branca; Shepard compareceu com sua esposa Louise. Pelo voo recebeu também a Distinguished Service Medal da Marinha.

Em 25 de maio, vinte dias após a MR-3, Kennedy se dirigiu ao Congresso com uma mensagem que pedia um programa espacial enormemente acelerado em torno de um objetivo nacional de longo prazo: levar um homem à Lua e trazê-lo de volta à Terra em segurança. Esse discurso não foi uma consequência mecânica de quinze minutos de voo suborbital, mas chegou quando o país acabava de comprovar que seu primeiro astronauta havia voado e voltado. A sequência — Vostok 1, Freedom 7, o compromisso lunar — explica boa parte da década seguinte.

Em 2017 foi celebrado o primeiro National Astronaut Day em 5 de maio, em memória deste voo.

O resultado técnico foi inequívoco: o primeiro voo suborbital tripulado da Mercury foi um sucesso e Shepard chegou ao convés em excelente estado. As conclusões foram reunidas na conferência sobre os resultados do primeiro voo suborbital tripulado americano, realizada em 6 de junho de 1961.

As mudanças concretas foram menores e muito práticas, que é exatamente o que se espera de um primeiro voo bem-sucedido: as cargas pirotécnicas de liberação do pacote de retrofrenagem foram redesenhadas para que seu consumo de corrente não reiniciasse o temporizador da luz de confirmação; foi acrescentado ao traje um dispositivo de coleta de urina; e ficou documentado o desajuste entre o indicador de arfagem e a atitude de retrofrenagem adotada, um problema de comunicação interna mais do que de engenharia. Ao mesmo tempo, a missão validou o essencial: o sistema de controle de atitude funcionou bem, com poucos vazamentos nos bicos, e a reentrada e o pouso foram concluídos sem dificuldade.

Acima de tudo, a MR-3 dissipou a dúvida de fundo. Um piloto podia trabalhar em ausência de peso, controlar manualmente a nave em três eixos, observar e descrever o que via e suportar a subida e a reentrada sem prejuízo. Com isso resolvido, a missão suborbital seguinte, a MR-4 de Gus Grissom, pôde voar em julho, e o programa se concentrou já no salto orbital com o Atlas que chegaria com a Mercury-Atlas 6.

Os engenheiros examinaram a cápsula após a recuperação e a encontraram em tão bom estado que consideraram que poderia ter sido relançada sem problemas. A NASA a entregou à Smithsonian Institution. Ficou exposta na Academia Naval de Annapolis (Maryland) até 2012, passou depois para a biblioteca John F. Kennedy em Boston e, desde 5 de maio de 2021, sexagésimo aniversário do primeiro americano no espaço, foi exposta no Steven F. Udvar-Hazy Center em Chantilly (Virgínia). Hoje é conservada no National Air and Space Museum em Washington D.C.

Shepard permaneceu ligado ao programa: foi CAPCOM no voo orbital de John Glenn (Mercury-Atlas 6) e no de Scott Carpenter (Mercury-Atlas 7), piloto reserva de Gordon Cooper para a Mercury-Atlas 9 e estava designado para a Mercury-Atlas 10, uma missão de três dias que chegou a batizar como Freedom 7 II e que finalmente não foi voada.