Меркурий-Редстоун-4

Меркурий-Редстоун-4
Эмблема
Полётные данные корабля
Название корабля	Liberty Bell 7
Ракета-носитель	Редстоун-MRLV
Стартовая площадка	База ВВС США на мысе Канаверал LC-5
Запуск	21 июля 1961 12:20:36 UTC
Посадка	21 июля 1961 12:36:36 UTC
Длительность полёта	16 мин
Апогей	190 км
Масса	955 кг
Полётные данные экипажа
Членов экипажа	1
Позывной	Liberty Bell 7
Посадка	1
Фотография экипажа
Связанные экспедиции
Предыдущая Следующая Меркурий-Редстоун-3 Меркурий-Атлас-4

Меркурий-Редстоун-4 — второй пилотируемый космический полёт США. Астронавт Вирджил Гриссом в ходе 16-ти минутного суборбитального полёта по программе «Меркурий» пилотировал космический корабль Liberty Bell 7. Тем самым он стал вторым американцем в космосе. NSSDC ID - MERCR4 ^[1].

Регистрация

Старт MR-4. 21 июля 1961 года.

Полёт Меркурий-Редстоун-4 достиг высоты 190,32 км и считается космическим - согласно классификации Международной федерации аэронавтики, по которой космическим считается полёт, высота которого превышает 100 км и согласно классификации Военно-воздушных сил США по которой достаточно высоты полёта более 50 миль^[2] (80 км). Это был Космический корабль Меркурий №11, впервые с окном в его средней части вместо двух иллюминаторов.

Люк

У космического корабля №11 был новый люк - его сносило взрывом. Это позволяло астронавту быстро покидать космический корабль в случае чрезвычайной ситуации. Медики - работники поисково-спасательных служб, находясь снаружи могли его удалить дернув за внешний вытяжной шнур. В то время существовали стандартные катапультируемые кресла, используемые в военных самолетах, но в этом варианте корабля Меркурий пилот должен был самостоятельно вылезти из капсулы или воспользоваться помощью специалистов скорой помощи. Это было трудной и долгой процедурой. Извлечение травмированного или потерявшего сознание астронавта через главный люк было почти невозможно. Этот специальный люк был затянут 70 болтами и покрыт несколькими слоями различных видов защиты космического корабля, все это очень замедляло процесс открытия люка.

Люк MR-4 (NASA).

Инженеры Макдоннелла предложили два различных варианта люка (его быстрого удаления) космического корабля Меркурий. Один "быстрый люк с замком", использовался при полете Хэма (шимпанзе) на Меркурий-Редстоун-2 и в полете Шепарда на Меркурий-Редстоун-3. Во втором варианте - люк отстреливался взрывом. "Быстрый люк с замком" весил 31 кг, что слишком много для орбитальной версии космического корабля. Вариант "отстреливающегося люка" использовал 70 оригинальных болтов. Через каждую четверть дюйма (6,35 мм) в болте из титана было сделано отверстие диаметром 1,5 мм, которое создавало слабое место. Небольшой взрывной заряд (MDF) был установлен в зазоре по окружности между внутренней поверхностью люка и внешней поверхностью корабля. Когда происходил взрыв (MDF), болты разрушались в слабом месте.

Было два варианта активации "отстреливающегося люка" после приземления. На внутренней части люка была установлена кнопка. Пилот мог удалить предохранитель и нажать на кнопку с силой 5-6 фунт-сил (25 Н). Сработал бы заряд, 70 болтов разрушились и люк отлетел бы на 7,6 м за 1 секунду. Если предохранитель оставить на месте, потребовалось бы усилие 40 фунт-сил (180 Н). С внешней стороны спасатель мог открыть люк, удаляя вытяжной шнур. "Отстреливающийся люк" весил всего 10 кг.

Окно

Новое окно трапецеевидной формы на космическом корабле Меркурий №11 заменило два 250-миллиметровых иллюминатора, которые были на Меркурий-Редстоун-3. "Corning Glass Works" из Нью-Йорка, разрабатывала и внедряла многослойные стекла, которые были вставлены в это новое окно. Внешнее стекло было 8,9 мм из тугоплавкого стекла Vycor. Оно могло противостоять температурам 816 - 982 °C. Внутреннее стекло было трехслойным. Средний слой был толщиной 4,3 мм - из стекла Vycor, а внешние слои - простое стекло. Этот новый пакет был прочен и выдерживал высокое давление, как и любая часть космического корабля.

Управление

Гриссом в корабле МР-4.

В ручные средства управления МР-4 добавили новую систему управления - стабилизацию по горизонту. Управление ориентацией осуществлялось небольшими поворотами ручки управления. Раньше было необходимо включение маршевого двигателя и был большой расход топлива. Теперь это было более просто и легко, экономило топливо и корабль был постоянно правильно ориентирован. Перед полетом МР-4 специалисты из Научно-исследовательского центра Льюиса и инженеры из Рабочей группы решили перенести ускорители с адаптера последней ступени ракеты-носителя на космический корабль, что увеличивало тягу на 78%. Они включались после отделения космического корабля от ракеты-носителя, получался бы эффект "пугача". Благодаря этой технологии космический корабль отделялся бы со скоростью 8,6 м/с, а не 4,6 м/с. Были изменены кольца зажима адаптера ракеты-носителя и добавлена поролоновая подкладка в ложемент астронавта. Использовалась дополнительная пена, чтобы уменьшить тряску пилота на этапе выведения. В космическом корабле была переставлена приборная панель, чтобы обеспечить лучшую возможность рентгеновского обследования глаз астронавта.

Описание полета

В январе 1961 года Директор NASA Целевой космической группы, Роберт Джилрат, сказал Вирджилу Гриссому, что он будет основным пилотом на Меркурий-4. Джон Гленн - дублер. 8 июня 1961 года ракета-носитель Редстоун MRLV-8 достигла Мыса Канаверал. Все было готово к 15 июля 1961 года. Кроме того, 15 июля 1961 года Гриссом объявил, что назовет свой корабль Меркурий-4 - "Колокол Свободы 7". Гриссом сказал, что это имя подходило для колоколообразного космического корабля. Он также сказал, что имя было синонимично со "свободой". Как дань настоящему Колоколу Свободы, на космическом корабле нарисовали "трещину". Миссия Меркурий-4 была запланирована как повторение полета Меркурий-3. Корабль должен был достигнуть апогея 187 км. Запланированная дальность полета составляла 481 км. Гриссом испытал бы максимальное ускорение 62 м/с² и ускорение при торможении 107 м/с².

Запуск "Колокола Свободы 7" был запланирован на 16 июля. Облачность была низкой и запуск отложили на 18 июля. 18 июля он был снова отложен из-за погоды. Оба раза пилот еще не успел занять место в космическом корабле. 19 июля 1961 Гриссом был на борту "Колокола Свободы 7", когда полет опять был отложен из-за погоды, до старта оставалось всего 10 минут 30 секунд. Утром 21 июля 1961 года, Гриссом занял место в "Колоколе Свободы 7" в 8:58 UTC, за ним были закручены 70 болтов люка. За 45 минут до запуска обслуживающий техник обнаружил, что один из болтов люка болтается. Старт был отложен на 30 минут, в течение которых специалисты из Макдоннелла,NASA и инженеры Рабочей группы пришли к выводу, что 69 болтов должны удержать люк на месте. Болтающийся болт не был заменен. "Колокол Свободы 7" стартовал в 12:20:36 UTC 21 июля 1961 года.

Старт

Старт МР-4.

Гриссом в разговорах после полета признался, что был "немного испуган" в момент отрыва ракеты от стартового стола, но с увеличением ускорения понял, что все идет нормально. Слышая рев двигателей, он подумал о том, что время течет медленно. Как и Шепард, он был поражен плавным набором скорости, но в течение какого-то времени он ощущал серьезные колебания. Они не были достаточно сильны, чтобы влиять на его зрение. Давление в каюте Гриссома приблизительно на высоте 8,2 км было нормальным, и он чувствовал себя ликующим, что система жизнеобеспечения работает штатно. В капсуле и скафандре температура была приблизительно 14 и 36 °C соответственно, было довольно комфортно. Наблюдая за показаниями аппаратуры, он следил за работой двигателей Редстоуна. Гриссом видел, что все работает штатно, ракета отклонялась от вертикали со скоростью приблизительно 1 градус в секунду.

При ускорении 29 м/с², Гриссом заметил внезапное изменение в цвете горизонта - от голубого к черному как уголь. Его внимание привлек шум ракеты - произошел отстрел ступени, все шло по графику. Пилот почувствовал разделение и увидел через окно уходящую вправо ракету с шлейфом дыма. Через 2 минуты 22 секунды после старта двигатели Редстоуна Rocketdyne отделились, разогнав корабль до скорости 1 969 м/с. Гриссома сильно подбросило при переходе от большого ускорения к нулевому. После тренировок на центрифуге ему был известен этот эффект, но на мгновение он растерялся. Редстоун был виден еще 10 секунд после разделения, а ускорители продолжали разгонять корабль, освободившийся от отработавшей ступени. Во время свободного полета корабль вращался и Гриссом смотрел в окно, но больше не видел свою ракету-носитель.

Полет

Шепард в ЦУПе.

Впервые, благодаря обстоятельствам, летчик реактивного самолета ВВС стал космическим пилотом, управляя кораблем в ручном режиме. Возможность постоянно поглядывать в окно заставила астронавта сконцентрироваться на трудных задачах управления. Он сообщил Шепарду в ЦУП, что обозревает горизонт Земли как дугу в 1 300 километров и на расстояние до 1 000 километров, и что вид был захватывающим. В следующую секунду датчики аппаратуры отвлекли его от этого зрелища. Он неохотно вернулся к датчику горизонта и ручке управления, Гриссом подал двигателю команду - на поворот в нужном направлении, но корабль проскочил нужное положение. Он ручкой управления подал новый импульс на поворот в обратном направлении, но корабль опять повернулся на больший угол, чем он ожидал. Когда надлежащая ориентация была достигнута, оказалось что время, отведенное на маневры давно закончилось, таким образом он не следил за движением спутника в целом. Гриссом счел ручные средства управления очень вялыми, не такими как во время тренировок. Тогда он переключился на новую систему управления и нашел ее более удобной, но при большем потреблении топлива.

После маневров Гриссом отклонился от курса и просто стал смотреть на Землю из своего окна. Сквозь облака, в дымке и на большом расстоянии виднелась поверхность Земли, но пилот не смог идентифицировать местность (позже оказалось что это была западная Флорида). Внезапно Гриссом ясно увидел Мыс Канаверал и удивился этому - расстояние было 240 километров. Он видел Мерритт-Айленд, Банана-Ривер, Индиан-Ривер, и большую взлетно-посадочную полосу аэропорта. К югу от Мыса Канаверал он увидел Уэст-Палм-Бич.

Спуск

В. Гриссом.

При спуске, на высоте 190,32 км нужно было сориентировать космический корабль днищем вниз. Гриссом начал выполнять последовательность операций при спуске - космический корабль шел по дуге вниз. Его пульс достиг 171 удара в минуту. Сработали тормозные двигатели и у него появилось специфическое чувство, что он совершил полет через пространство и теперь возвращается домой. Его резко вжало в ложемент и в окно он увидел два улетающих отстреленных двигателя.

Пилот сориентировал космический корабль в 14 градусов от вертикали и решил полюбоваться звездами. Вместо этого яркий солнечный свет заполнил его каюту, мешая читать надписи на панели управления, особенно сделанные синим цветом. Гриссом чувствовал легкое торможение - 0.5 м/с² и видел яркие вспышки. Возвращение не представило проблемы. Гриссом пока не чувствовал болтанки, которая возникает при увеличении торможения, но отслеживал ее по индикаторам. Тем временем он продолжал сообщать в ЦУП о количестве топлива, скорости торможения и другие данные. Перегрузка и огонь прекратились приблизительно на высоте 20 км - "Колокол Свободы 7" входил в атмосферу.

Тормозной парашют развернулся штатно - на высоте 6,4 км. Гриссом потом рассказал, что видел развертывание парашюта и почувствовал небольшую перегрузку, которая его не взволновала. Развертывание главного парашюта произошло на высоте 3,7 км, при штатной высоте - 3 400 м. Наблюдая за разворачиванием главного купола, Гриссом увидел в нем 6 (150-миллиметровых) L-образных дырок и еще 2 (50-миллиметровых) прокола. Хотя он волновался о них, отверстия не стали причиной быстрого снижения, которое скоро замедлилось до 8,5 м/с. Слив остатки топлива, пилот начал передавать свои приветствия.

Приводнение

Два вертолета.

"Плотный удар" подтвердил, что капсула приводнилась. Гриссом отсоединил кислородный шланг и открыл щиток гермошлема, но сознательно оставил шланг вентиляции скафандра подсоединенным. Удар был более умеренным, чем он ожидал, но космический корабль лежал на левой стороне. Астронавт через окно смотрел в воду. Космический корабль постепенно выправлялся, окно оказалось над водой. Гриссом выбросил за борт запасной парашют и активировал спасательный радиосигнал. "Колокол Свободы 7" казался непотопляемым, но имел сильный крен.

Готовясь к приземлению, он отсоединил гермошлем и был готов покинуть капсулу. Шлем не поддавался, но Гриссом отвернул его от скафандра и стал думать о быстром покидании космического корабля. Вертолеты Поисковой службы, которые взлетели во время запуска и визуально следили за следами инверсии ракеты и спуском парашютов, находились на расстоянии приблизительно 3,2 км от места приводнения. Лейтенант Джеймс Л. Льюис, пилот основного вертолета Поиска, радировал Гриссому и спросил, готов ли он к погрузке. Гриссом попросил подождать пять минут, в это время он делал записи данных в кабине. Делать записи в перчатках скафандра было неудобно и долго, и несколько раз вентиляция скафандра вздувала пузырь на груди астронавта, пилот просто просовывал палец между шеей и облачением, выпуская воздух.

Открытие люка

Закончив записи данных, Гриссом попросил, чтобы вертолеты начали делать заход для захвата капсулы. Он удалил предохранитель из детонатора взрывателя люка и откинулся на ложемент. "Я лежал там, занимаясь своими делами" рассказывал он позже, "когда вдруг произошел глухой взрыв". Крышку люка снесло и соленая вода со свистом хлынула в космический корабль. "Колокол Свободы 7" начал набирать воду и быстро погружаться. Гриссом с трудом вспомнил свои действия в этой ситуации. Он скинул шлем, правой рукой схватил приборную панель и полез к хлюпающему люку. Плавая в море, он был рад, что расстегнул на себе ремни безопасности, включая ограничения грудной клетки, иначе он, возможно, не смол бы вылезти из капсулы. Лейтенант Джон Райнхард, второй пилот самого близкого вертолета Поисковой группы, рассказывал позже, что вертолеты делали свой заключительный заход над капсулой. Он готовился к захвату космического корабля, как вдруг увидел, что люк отлетел, ударился о воду на расстоянии приблизительно 1,5 м и поскакал по волнам. Затем он увидел голову Гриссома, астронавт стал вылезать из корабля. Затем Гриссом отплыл.

Неудачное приводнение

Гриссом в безопасности.

Не обращая внимания на плавающего астронавта, Льюис подлетел к погружающемуся космическому кораблю - и он и Райнхард действовали решительно. Их действие были как условный рефлекс, выработанный учебой. При обучении от них требовали вытаскивать пилотов вертолетов на берег(тогда они были спасенными), а тут он отметил, что астронавт находясь в воде, уже чувствовал себя как дома. Райнхард быстро срезал высокочастотную антенну с "Колокола Свободы 7". Откинув в сторону режущее устройство, Райнхард подобрался к верху космического корабля и тщательно продел крюк через петлю эвакуации капсулы. Льюис снизил вертолет, чтобы помочь Райнхарду, да так, что три колеса вертолета оказались в воде. "Колокол Свободы 7" скрылся под водой, канат, захвативший корабль, туго натянулся, показывая пилотам вертолетов, что они все сделали правильно.

Райнхард переключил внимание персонала на подъем плавающего астронавта, но в тот момент пилот Льюис подал сигнал, что на приборной панели загорелась лампочка датчика, указывающая, что засорился масляный фильтр в маслосборнике. Это могло привести к перегреву и отказу двигателя, Льюис предложил Райнхарду отказаться от подъема капсулы над водой и вызвал второй вертолет для спасения астронавта. Тем временем Гриссом заметил что основной вертолет испытывает затруднения с поднятием затопленного космического корабля, убедился что он не связан с капсулой ни какими шлангами. Он поплыл к космическому кораблю, чтобы чем-нибудь помочь, и увидел, что капсула надежно закреплена. Астронавт стал искать трос для поднятия на борт, но вертолет стал удаляться.

Внезапно, Гриссом отметил, что он постепенно погружается в воду. Все то время, что он был в воде, в районе шеи из скафандра выходил воздух. Чем больше воздуха он терял, тем меньше была его плавучесть. Кроме того, он забыл закрыть свой входной клапан, через него скафандра наполнялся водой. Плавание становилось все более затруднительным, и теперь в ожидании второго вертолета, он начал осознавать опасность своего положения. Качаясь на волнах, Гриссом, сердитый, искал пловцов с вертолетов, которые могли бы ему помочь удержаться на плаву. Тут он заметил знакомое лицо - Джорджа Кокса - на борту подлетающего вертолета. Кокс был вторым пилотом, встречал и шимпанзе Хэма и Алана Шепарда в предыдущих полетах Меркурия. У Гриссома уже только голова оставалась над водой, он встретился с Коксом взглядом, тот все понял.

Гриссому бросили канат, астронавт немедленно себя обмотал и завязал узел. Теперь все было не важно - он был на пол-пути к спасению, к вертолету. Пока его подтаскивали, скафандр продолжал набирать воду и раздуваться. Гриссом плавал всего четыре или пять минут, "но мне это показалось вечностью", - признался он позже.

Первый вертолет, отлетевший от Гриссома на какое-то расстояние, изо всех сил пытался приподнять космический корабль над водой, чтобы вода начала выливаться из капсулы. В какой-то момент космический корабль почти полностью показался над водой, но как очень тяжелый якорь держал вертолет, тот не мог перемещаться. Заполненный водой "Колокол Свободы 7" весил более 2 300 кг, что на 450 кг больше его грузоподъемности. Пилот, наблюдая за настойчивым красным световым индикатором, решил не терять шанс спасти вертолет (не терять же два корабля в один день). Он перерубил трос, позволяя космическому кораблю стремительно утонуть. Мартин Бирнс, представитель авиакомпании, предложил пометить это место с тем, чтобы поднять космический корабль позже. Контр-адмирал Дж. Э. Кларк сообщил Бирнсу, что в этом районе глубина составляла приблизительно 5,1 км.

Расследование

Меркурий-Редстоун-4 в "полете".

Существенное противоречие заключалось в том, что Гриссом заявил, что люк отстрелился преждевременно, без его действий. Технические эксперты полагали, что это маловероятно. Последующий независимый технический разбзор инцидента поставил под сомнение слова астронавта и пришел к выводу, что Гриссом виновен в отстреле люка и был ответственен за потерю космического корабля. Есть убедительные доказательства, что Астронавты не воспринимали вину Гриссома как факт, он оставался кандидатом в будущие полеты, был командиром в первом пилотируемом полете Джемини-3 и в первом запланированном полете Аполлон-1.

Через два полета Меркурия, астронавт Уолтер Ширра преднамеренно вручную cнес люк у "Сигмы 7" после приводнения, когда его космический корабль уже был на палубе судна Поиска в попытке рассеять слух, что Гриссом, возможно, снес люк "Колокола Свободы 7" сознательно. Как оказалось, Ширра сильно повредил правую руку спусковым механизмом. Гриссом был непострадавшим, когда он вышел из космического корабля, как зарегистрировано его послеполетным медосмотром. Это сильно поддерживает его утверждение, что он "случайно" не нажимал на спусковой механизм, так как в этом случае он, наверняка, поранится бы еще больше, чем при намеренной активации ^[3].

Несколько лет спустя, во время интервью 12 апреля 1965 года, Гриссом предположил, что люк мог отстрелиться, из-за высвободившегося внешнего вытяжного шнура выпуска. На "Колоколе Свободы 7", внешний вытяжной шнур выпуска крепился только одним винтом. В последующих полетах это было сделано лучше. Такой вариант был принят Guenter Wendt, "Pad Fuehrer" для самых ранних американских пилотируемых космических полетов. В ироническом завихрении судьбы неспособность быстро открыть люк привела к смерти Вирджила Гриссома, как и Эда Уайта и Роджера Чаффи, в Аполлон-1 в огне на стартовой площадке. Использование "взрывющегося люка" было отклонено после исследования инженеров - взрывчатая система выхода из космического корабля могла внезапно сработать без активации астронавтом. После пожара на Аполлон-1 Блок II, все космические корабли Аполлон были оборудованы быстро действующими системами.

Подъем на поверхность

Меркурий-Редстоун-4 в музее.

20 июля 1999 года, в 30-ую годовщину прилунения Аполлон-11 и в 38-ую годовщину полета Меркурий-Редстоун-4, "Oceaneering International, Inc." подняла космический корабль "Колокол Свободы 7" со дна Атлантического океана на палубу поискового судна. Командиром был Курт Ньюпорт и финансировалась каналом Discovery. Космический корабль был найден после 14-летнего усилия Ньюпорта на глубине почти 4,6 км, в 560 км к востоку-юго-востоку от мыса Канаверал и был в удивительно хорошем состоянии. Некоторые внутренние алюминиевые элементы были изъедены коррозией, но некоторые части - ткани, включая личный парашют Гриссома, были неповреждены. Подъем не ответил на вопросы, почему сработали пиропатроны отстреленного люка. У команды поиска заканчивалось время и они не могли искать сам люк. Камера, работающая во время полета, была разобрана, но пленка была разрушена морской водой.

После того, как "Колокол Свободы 7" был поднят на палубу судна "Океанский Проект", эксперты удалили взрывное устройство (бомба SOFAR), которое могло взорваться. Космический корабль был помещен в контейнер с морской водой, чтобы предотвратить дальнейшую коррозию. "Канзас Cosmosphere" и Космический центр отреставрировали космический корабль и выставили его для национального обозрения 15 сентября 2006 года. Космический корабль потом был возвращен в "Cosmosphere", где он экспонируется. "Колокол Свободы 7" является единственным американским космическим кораблем, который принадлежит музею, кроме Национального музея авиации и космонавтики.

Название корабля

Алан Шепард дал своему кораблю Меркурий-Редстоун-3 название Freedom 7. Начиная с него другие астронавты проекта «Меркурий» стали самостоятельно давать своим кораблям «личные имена», добавляя в конце число 7, в качестве признания командной работы со своими коллегами-астронавтами из Первой семерки.

Имена кораблей

Корабль	Астронавт	Имя
«Меркурий-Редстоун-3»	Алан Шепард	Freedom 7
«Меркурий-Редстоун-4»	Вирджил Гриссом	Liberty Bell 7
«Меркурий-Атлас-6»	Джон Гленн	Friendship 7
«Меркурий-Атлас-7»	Малькольм Карпентер	Aurora 7
«Меркурий-Атлас-8»	Уолтер Ширра	Sigma 7
«Меркурий-Атлас-9»	Гордон Купер	Faith 7

Дополнительно

• Launch of Mercury-Redstone-4(видео)

Примечания

1. ↑ NASA - NSSDC - Spacecraft - Details
2. ↑ http://www.astronautix.com/craft/mercury.htm#chrono
3. ↑ [French, F.; Burgess, C. (2007). Into That Silent Sea: Trailblazers of the Space Era, 1961-1965, Lincoln: University of Nebraska Press (ISBN 978-0-8032-1146-9), 93]

	Меркурий-Редстоун-4 на Викискладе?