Mercury-Redstone 3 , или Freedom 7 , был первым пилотируемым космическим полетом Соединенных Штатов , 5 мая 1961 года, пилотируемым астронавтом Аланом Шепардом . Это был первый пилотируемый полет проекта Mercury . Конечной целью проекта было вывести астронавта на орбиту вокруг Земли и благополучно вернуть его. Миссия Шепарда представляла собой 15-минутный суборбитальный полет с главной целью продемонстрировать его способность выдерживать высокие перегрузки при запуске и входе в атмосферу .
Шепард назвал свою космическую капсулу Freedom 7 , создав прецедент для остальных шести астронавтов Mercury, называвших свои космические корабли, и формат их имен; число 7 позже было включено в названия всех пилотируемых космических кораблей Mercury не в честь первой группы из семи астронавтов NASA , а в честь космической капсулы McDonnell Model #7, использовавшейся в программе Mercury. Его космический корабль достиг высоты 101,2 морских миль (116,5 статутных миль , 187,5 км ) и преодолел расстояние в 263,1 морских миль (302,8 статутных миль, 487,3 км). Это был четвертый полет Mercury, запущенный с помощью ракеты-носителя Mercury-Redstone , [Примечание 1] с мыса Канаверал , Флорида, недалеко от Атлантического океана.
Во время полета Шепард наблюдал за Землей и испытывал систему управления ориентацией капсулы , развернув капсулу так, чтобы ее тупой тепловой экран был направлен вперед для повторного входа в атмосферу. Он также испытывал тормозные двигатели , которые должны были возвращать более поздние миссии с орбиты, хотя у капсулы не было достаточно энергии, чтобы оставаться на орбите. После возвращения капсула приземлилась на парашюте в северной части Атлантического океана у Багамских островов . Шепарда и капсулу подобрал вертолет и доставил на авианосец ВМС США USS Lake Champlain .
Миссия была технически успешной, хотя американская гордость за это достижение была омрачена тем фактом, что всего за три недели до этого Советский Союз запустил первого человека в космос — Юрия Гагарина , который совершил один виток вокруг Земли на корабле «Восток-1» . В 2017 году 5 мая был проведен первый Национальный день астронавтов, чтобы отдать дань уважения этому первому полету США.
Космический корабль для MR-3, капсула Mercury № 7, был доставлен на мыс Канаверал 9 декабря 1960 года. Первоначально предполагалось, что миссия может быть запущена вскоре после того, как космический корабль будет готов, но оказалось, что капсула № 7 требует обширной разработки и испытаний, прежде чем ее сочтут безопасной для полета. Однако, поскольку с лета она была обозначена как первый пилотируемый космический корабль, было принято решение отложить миссию до тех пор, пока эта конкретная капсула не будет готова, с предварительной датой запуска 6 марта, вместо того, чтобы использовать альтернативную капсулу. [2] Первоначально предназначенный для полета ускоритель, Redstone № 3, [3] был доставлен на мыс в начале декабря; [4] однако затем он был использован в испытательном полете MR-1A 19 декабря. [5] Замена, Redstone № 7, прибыла на мыс только в конце марта; к этому времени, однако, миссия уже была отложена, чтобы дождаться результатов другого испытательного полета. [6]
В конце 1960 года росло число опасений по поводу безопасности ракеты-носителя Redstone; испытательный полет MR-2 , перевозивший шимпанзе Хэма , столкнулся с техническими проблемами во время запуска, что привело к тому, что космический корабль пролетел слишком высоко, слишком далеко и слишком быстро. [7] В результате миссия была на две минуты дольше запланированного, а при входе в атмосферу Хэм подвергся перегрузке 14,7g вместо запланированных приблизительно 12g. Точка приводнения находилась в шестидесяти милях от ближайшего спасательного корабля, и прошло более двух с половиной часов, прежде чем вертолет смог поднять капсулу и ее пассажира — к тому времени она уже почти затонула. [8] В результате НАСА не захотело запускать миссию MR-3 без дальнейших доработок; к концу февраля в ускорителе все еще оставалось семь крупных изменений, которые требовали испытаний. [9] Соответственно, в расписание был добавлен дополнительный испытательный полет, MR-BD (от «Booster Development»; первоначально он был известен как MR-2A). Запуск был назначен на 28 марта, что отодвинуло полет MR-3 на месяц назад, на 25 апреля. [10] Полет MR-BD прошел почти полностью успешно, что гарантировало возможность продолжения полета пилотируемого MR-3 без дальнейших существенных задержек. [11]
Пилот для MR-3 был выбран за несколько месяцев вперед, в начале января, руководителем программы Робертом Р. Гилрутом . Он выбрал Алана Шепарда (ВМС) в качестве основного пилота, а Джона Гленна (морская пехота) и Гаса Гриссома (ВВС) в качестве его дублеров; остальные члены « Меркурийской семерки» продолжали тренироваться для последующих миссий. Три имени были объявлены прессе 22 февраля без каких-либо указаний на то, кто из троих, как ожидается, будет управлять миссией. [12] Имя Шепарда было объявлено публично только после того, как первоначальная попытка запуска была отменена, поскольку Гилрут хотел сохранить свои варианты открытыми на случай, если в последнюю минуту потребуются кадровые изменения. [13] Гленн был дублером Шепарда в день запуска, [14] а Гриссом сосредоточился на подготовке к MR-4 , следующей суборбитальной миссии. [15]
Капитан Шепард окрестил свою капсулу «Freedom 7». По словам Шепарда, «пилоты всегда давали имена своим самолетам. Это традиция. Мне никогда не приходило в голову не дать имя капсуле». Шепард обсудил название со своей женой Луизой, запасным пилотом Джоном Гленном и Робертом Р. Гилрутом, и всем оно понравилось.
Вопреки распространенному мнению, «7» не было ссылкой на семь первоначальных астронавтов, выбранных для «Меркурия» , а скорее на тот факт, что космический корабль Шепарда был заводской моделью № 7. Однако другим астронавтам понравился этот символизм, и каждый добавил 7 к названиям своих космических кораблей. Таким образом, Шепард создал двойной прецедент, как для названия космического корабля «Меркурий» вообще, так и для общей структуры их наименования. [16]
Первоначальная попытка запуска 2 мая была отменена из-за проблем с погодой за два часа и 20 минут до времени запуска, а Шепард ждал в ангаре уже одетый и подготовленный. Полет был перенесен на два дня позже, когда он был отложен еще на один день из-за неблагоприятных погодных условий, до 5 мая, с ожидаемым временем запуска в 7:20 утра. EST. [Примечание 2] [17]
Обратный отсчет начался в 8:30 вечера предыдущей ночи, когда Шепард проснулся и съел завтрак из стейка и яиц с тостами, кофе и апельсиновым соком ( завтрак из стейка и яиц вскоре станет традицией для астронавтов утром перед запуском). Он вошел в космический корабль в 5:15 утра по восточному времени, чуть более чем за два часа до запланированного времени запуска в 7:20. В 7:05 утра запуск был задержан на час, чтобы дать облачности рассеяться (хорошая видимость была необходима для фотографий Земли) и починить блок питания; вскоре после перезапуска отсчета была вызвана еще одна задержка, чтобы перезагрузить компьютер в Центре космических полетов имени Годдарда . В конечном итоге отсчет был возобновлен после чуть более двух с половиной часов незапланированных задержек и продолжился без дальнейших сбоев. [18] Все задержки привели к тому, что Шепард пролежал на спине в капсуле почти три часа, после чего он пожаловался команде блокгауза, что у него сильная потребность в мочеиспускании (поскольку миссия продлится менее 20 минут, никто не подумал оснастить Mercury устройством для сбора мочи). Команда сказала ему, что это невозможно, так как им придется снова устанавливать Белую комнату и тратить значительное количество времени на снятие прочно завинченного люка Mercury. Затем разгневанный Шепард заявил, что если он не сможет выйти в туалет, то просто помочится в свой костюм. Когда блокгауз запротестовал, что это закоротит медицинские электроды на его теле, он сказал им просто отключить питание. Они подчинились, и Шепард опорожнил мочевой пузырь. Из-за того положения, в котором он сидел, моча немного скапливалась под его спиной, и с поступлением кислорода через скафандр он вскоре высох, и обратный отсчет возобновился. [19]
Mercury-Redstone 3 наконец стартовал в 9:34 утра по восточному времени, за которым наблюдали около 45 миллионов телезрителей в Соединенных Штатах. [20] Шепард подвергся максимальному ускорению 6,3g непосредственно перед выключением двигателя Redstone, через две минуты и 22 секунды после запуска. Скорость Freedom 7, зафиксированная в космосе, составляла 5134 мили в час (8262 км/ч), что близко к запланированному значению. После выключения ускорителя аварийная башня была сброшена. Через десять секунд произошло отделение капсулы: капсула взорвала взрывные болты на зажимном кольце Marman , которое соединяло ее с ускорителем, и запустила свои позитивные ракеты, чтобы набрать расстояние. После отделения капсулы автоматизированная система управления ориентацией (автоматическая система управления стабилизацией, или ASCS) гасила любые остаточные кувыркающиеся движения, а затем поворачивала Freedom 7 примерно на 180 градусов, так что тормозные ракеты были направлены вперед, готовые к запуску. [21]
Шепард теперь начал тестировать ручное управление ориентацией космического корабля. В целях резервирования система ручного управления ориентацией космического корабля Mercury использовала другой набор управляющих струй, нежели автоматическая система, и имела собственный запас топлива; когда система была активирована, перемещение трехкоординатной ручки управления пропорционально открывало клапаны ручных струй. Система могла быть выборочно включена на каждой оси, при этом ASCS автоматически управляла неактивированными осями. Шепард постепенно принимал ручное управление, по одной оси за раз, оставляя оставшиеся оси ASCS. Сначала он взял на себя ручное управление тангажом, переориентировав космический корабль с его «орбитального положения» 14 градусов тангажа носом вниз на ретро-положение 34 градуса тангажа носом вниз, затем вернувшись в орбитальное положение. Затем он взял на себя ручное управление рысканием вместе с тангажом, рыская космический корабль влево, а затем вправо, чтобы вернуть его на линию. Наконец, он также взял на себя управление креном, проверил его и затем восстановил крен космического корабля до нормального. После того, как Шепард взял под контроль все три оси, он обнаружил, что ручная реакция космического корабля была примерно такой же, как и у симулятора «Меркурия»; однако он не мог слышать, как работают двигатели, как на Земле, из-за уровня фонового шума. [22] [23] [24]
Следующей задачей Шепарда было наблюдение за землей через перископ космического корабля, который простирался через «дно» корпуса под его ногами. Корабль Шепарда, более ранняя версия капсулы «Меркурий», также имел два небольших круглых смотровых окна, по одному с каждой стороны, но перископ был его основным средством наблюдения. Перископ можно было настроить либо на широкоугольный обзор с малым увеличением, либо на узкоугольный обзор с большим увеличением, а различные оптические фильтры можно было вставлять, поворачивая ручку. Во время своего долгого ожидания на стартовой площадке Шепард вставил в перископ средне-серый фильтр, чтобы уменьшить солнечные блики, но у него не было времени снять его перед запуском. Он обнаружил, что когда он пытался дотянуться до ручки фильтра, чтобы заменить его, запястье его скафандра натыкалось на ручку около его левой руки, которая вручную активировала систему аварийного покидания. Несмотря на то, что аварийная башня давно исчезла, Шепард отказался от попыток заменить фильтр из предосторожности, оставив его на оставшуюся часть полета. Хотя серый фильтр размыл цвета, Шепард все еще мог легко отличить основные массивы суши от облаков. Он сообщил об идентификации основных объектов, таких как восточное побережье Флориды, озеро Окичоби и остров Андрос , крупнейший остров Багамских островов, но облачный покров мешал ему различать другие Багамские острова. [25] [26]
Поскольку космический корабль все еще находился под ручным управлением, но теперь использовал перископ, а не приборы на панели для определения положения, Шепард поддерживал свое положение крена и рыскания, но он непреднамеренно позволил космическому кораблю дрейфовать по тангажу. Когда космический корабль приблизился к высшей точке своей суборбитальной дуги, загорелся индикатор «запуска ретропоследовательности», предупреждая Шепарда о том, что три тормозных двигателя вот-вот включатся. Они сделают это последовательно с интервалом в пять секунд, работая по десять секунд каждый. Шепард начал регулировать свой тангаж носом вниз в направлении правильного положения ретрореактивного двигателя –34 градуса, но он добрался только до положения около орбиты (–14 градусов) до того, как включится первый тормозной двигатель. Затем он еще больше снизил свой тангаж примерно до –25 градусов как раз для второго и третьего тормозных двигателей. Это расхождение по тангажу не было критическим для этого полета, потому что суборбитальная траектория Шепарда в любом случае привела бы к повторному входу в атмосферу, а разница в тангаже не сильно повлияла бы на место посадки Шепарда; Шепард только проверял способность пилота вручную управлять положением космического корабля во время торможения. В своем первоначальном послеполетном разборе Шепард сообщил, что он, должно быть, каким-то образом запутался в своем положении тангажа, но, как оказалось, он стал жертвой недоразумения. Этот конкретный индикатор тангажа космического корабля изначально был установлен так, что его исходное положение для положения торможения, которое было положением «девять часов» на индикаторе, было на уровне –43 градуса тангажа, а не –34 градуса, как было позже решено для торможения. Шепард предполагал, что он все еще установлен таким образом, и намеренно повысил свой тангаж, чтобы компенсировать это. Но на самом деле индикатор был изменен, и исходное положение «девять часов» было обновлено до правильного –34 градуса. Каким-то образом Шепард не был проинформирован, поэтому его компенсация сделала его тангаж слишком высоким. [27]
Сразу после включения ретро-реактивного двигателя Шепард переключился в режим управления «fly-by-wire», в котором движения пилота трехкоординатной ручки управления электрически запускали управляющие струи автоматической системы для срабатывания в нужном положении, а не пропорционально открывали управляющие струи ручной системы. Вскоре после этого пакет ретро-реактивного двигателя был автоматически сброшен. Этот пакет был прикреплен поверх теплозащитного экрана ремнями и поэтому обычно сбрасывался перед входом в атмосферу. Шепард услышал шум сброса и увидел, как один из ремней пролетел мимо окна, но индикатор подтверждения не загорелся. Однако астронавт «Меркурия» Дек Слейтон , который выполнял функции коммуникатора капсулы («CAPCOM») в Центре управления «Меркурием» , подтвердил Шепарду, что пакет сбросился, поэтому Шепард активировал ручное управление для системы сброса, чтобы включить индикатор. [28] [29] [30] Позже было установлено, что сигнальная лампа сброса ретро-двигателя не сработала из-за проблемы с электрически активируемыми пиротехническими «пиропатронами» , которые срабатывали для сброса тормозного ракетного блока. Эти пиропатроны при срабатывании могли потреблять избыточный ток из электрической системы, понижая ее напряжение до такой степени, что таймер, который должен был активировать сигнальную лампу сброса ретро-двигателя, сбрасывался. Пиропатроны были модифицированы, чтобы предотвратить эту проблему в будущих миссиях. [31]
Шепард сообщил, что управление по проводам было плавным и давало ощущение полного контроля над кораблем, [32] прежде чем автоматические системы ненадолго взяли на себя управление, чтобы переориентировать капсулу для повторного входа. Затем он держал управление до тех пор, пока перегрузки не достигли пика в 11,6g во время повторного входа; он держал капсулу, пока она не стабилизировалась, а затем передал управление автоматизированной системе. Спуск был быстрее, чем предполагалось, но парашюты раскрылись, как и планировалось, дроуг на высоте 21 000 футов (6,4 км) и основной парашют на высоте 10 000 футов (3,0 км). [25] [33]
Приводнение произошло с ударом, сопоставимым с посадкой реактивного самолета на авианосец . Freedom 7 наклонился на правый бок примерно на 60 градусов от вертикального положения, но не показал никаких признаков утечки; он плавно выправился через минуту, и Шепард смог доложить кружащему самолету, что он благополучно приземлился и готов к подъему. Спасательный вертолет прибыл через несколько минут, и после непродолжительной проблемы с антенной космического корабля капсула была частично поднята из воды, чтобы позволить Шепарду покинуть ее через главный люк. Он протиснулся через дверь и в строповый подъемник, и был втянут в вертолет, который доставил астронавта и его космический корабль на ожидающий авианосец USS Lake Champlain . Весь процесс подъема занял всего одиннадцать минут, от приводнения до прибытия на борт. [34]
Полет продолжался 15 минут, 22 секунды, и космический корабль преодолел 302 мили (486 км) от точки запуска, поднявшись на высоту 116,5 миль (187,5 км). Freedom 7 приземлился в следующих координатах: 27°14′N 75°53′W / 27.23°N 75.88°W / 27.23; -75.88 . Он достиг скорости 5180 миль в час (8340 км/ч). [35] Кроме того, в ходе миссии космического полета впервые было осуществлено ручное управление космическим кораблем. [36]
После полета космический корабль был осмотрен инженерами и признан в отличном состоянии, настолько, что они решили, что его можно безопасно использовать снова при другом запуске. Переданный Смитсоновскому институту NASA , Freedom 7 ранее экспонировался в Военно-морской академии США в Аннаполисе, штат Мэриленд, до 2012 года. В 2012 году он был выставлен в Библиотеке Джона Ф. Кеннеди в Бостоне, штат Массачусетс. Начиная с 5 мая 2021 года, 60-й годовщины первого американца в космосе, космический корабль Mercury-Redstone (MR-3) Freedom 7 был выставлен и выставлен в Смитсоновском центре Стивена Ф. Удвара-Хейзи , расположенном в Шантильи, штат Вирджиния. В настоящее время он экспонируется в Национальном музее авиации и космонавтики Смитсоновского института , расположенном в Вашингтоне, округ Колумбия.
В июне 1961 года Laurie Records выпустила сингл на 45 об/мин с участием Уильяма Аллена и оркестра под названием "Space Flight Freedom 7". Он состоял из воссозданных записей связи башни с астронавтом, произнесенных на фоне инструментального сопровождения.
Миссия «Меркурий-Редстоун-3» была экранизирована в книге Тома Вулфа «Парни что надо» 1979 года , фильме Филипа Кауфмана «Парни что надо» 1983 года по мотивам книги ( Шепарда играет Скотт Гленн ), мини-сериале HBO 1998 года « С Земли на Луну » , эпизод « Можем ли мы это сделать? » (с Тедом Левином в роли Шепарда) и фильме 2016 года « Скрытые фигуры» (Шепарда играет Дэйн Дэвенпорт). В мини-сериале 2020 года «Парни что надо» Шепарда играет Джейк Макдорман .
В видеоигре Fallout 3 2008 года игрок может посетить Музей технологий в руинах Вашингтона, округ Колумбия, спустя два столетия после ядерной войны. Действие игры происходит в альтернативной временной линии, которая расходится с реальностью после Второй мировой войны . В музее находится экспозиция о немного другой версии Mercury-Redstone 3/ Freedom 7 под названием Defiance 7 , которая была запущена 5 мая 1961 года (в день запуска Freedom 7 ) и пилотировалась вымышленным астронавтом Карлом Беллом. Экспозиция гласит, что Белл был первым человеком в космосе в этой временной линии и не пережил космический полет, погибнув при аварийной посадке. Его скелет и скафандр были переданы в дар музею и выставлены там. [37]
События полетов миссии «Меркурий-Редстоун 3» [38] : 8
В статье использованы материалы, являющиеся общественным достоянием, с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .
