A Mercury–Redstone–1A az Egyesült Államok, azon belül pedig a NASA Mercury-programjának egyik első tesztrepülése volt, amely egyben egy korábbi sikertelen teszt, a Mercury-Redstone–1 megismétlése volt. Az eredeti próbát arra szánták volna, hogy legelső alkalommal igazolják a teljes Mercury űrhajó és rakétarendszer működőképességét, amikor a felbocsátandó űrszerelvény minden komponensében teljesértékű volt, ám egy banális vezetékezési hiba miatt ez kudarcba fulladt. A megismételt kísérletre 1960. december 19-én került sor, Cape Canaveral LC–5 jelű indítóállásából felbocsátva a hordozórakétát. A Redstone rakéta 7900 km/h-ra – a tervezettnél kissé gyorsabbra – gyorsította a Mercury űrhajót, amely így 210 km magasságig jutott a világűrbe, majd egy parabolaív mentén 378 km-rel a starthelytől szállt le az Atlanti-óceán vizére, amellyel a próbát a NASA sikernek könyvelhette el a 15 perc 45 másodperces repülési idő végén, bár a repülési paraméterek (elért magasság, leszállási távolság pontossága, repülési idő) kissé eltértek az elvárttól.
Története
Mercury-program
Az 1950-es évek második felére a két nagyhatalom egyrészt ádáz katonai ellenállásba sodródott egymással, amelynek a hidegháború nevet adta a történelem, másrészt sok területen, így a műszaki tudományok területén is komoly versenyt vívtak, így például a leginkább csúcstechnikának számító rakétatechnikában. Ennek egy nagyon fontos csatáját nyerte meg a Szovjetunió, amikor 1957. október 4-én felbocsátotta – a világon elsőként – Szputnyik–1 nevű műholdját. Az USA teljes közvéleménye visszavágást sürgetett, ami hosszú időn át nem sikerült, de egy fontos mérföldkőnek tartották, hogy egy ember az űrbe jusson és az lehetőleg amerikai legyen. Eisenhower elnök erre koncentrált erőfeszítést hirdetett, létrehozva a NASA-t és annak egyik fő feladatává tette egy ember szállító űrhajó sikeres felbocsátását, természetesen mindenki előtt a világon.
Erre két egymás mellett futó módszert választottak: egy parabolapályán vezetett űrugrást, amely csak pár percig repül az űrben, a 100 km magasan meghúzott Kármán-vonal, mint a világűr elméleti földrajzi határa felett és egy igazi, végig Föld körüli pályán vitt repülést. Az űrugráshoz pedig a US Army fegyvertárából a vadonatúj Redstone rakétát, míg az orbitális repüléshez a még újabb, még tesztfázisban levő Atlas rakétát jelölték ki. Ám a NASA hamar arra a felismerésre jutott, hogy az Atlas rakéta egyrészt kiforratlan még és maga is tesztelésre szorul, mindemellett egy-egy felbocsátás költsége is magasra, 2,5 millió dollárra rúg startonként, miközben egy sor teszthez nincs is szükség az Atlas kapacitására. Mindemellett a Redstone rakéta – amely ezekben a kisebb igényű tesztekben kiválthatta az Atlast – maga is drága, felbocsátásonként 1 millió dollárt felemésztő eszköz volt. Ezért egy olcsóbb hordozóeszköz használatba vétele mellett döntöttek. A döntés pillanatában ugyanakkor még nem létezett a rakéta, azt ki kellett fejleszteni.
A fejlesztések, aztán az első próbarepülések ezzel az olcsó rakétával, a Little Joe kutatórakétával mentek végbe, amellyel a mentőrakétát (annak is a repülés során a legkeményebb körülmények – a legnagyobb dinamikus nyomás, a Max Q zóna – közbeni működőképességét), az űrkabin aerodinamikai viselkedését, vagy az illeszkedését a számára tervezett rakéta adapterhez igazolták, de a leszállító ejtőernyőrendszer próbái és értékelhetőek voltak a leszállás utáni keresési és mentési folyamatok voltak kipróbálhatóak. Ezekkel a kísérletekkel eljutottak oda, hogy egyre élethűbben tudták kipróbálni mi vár majd az embert szállító űrhajóra. Egyetlen dolog hibádzott még, a sebesség. Ezek a tesztek csak maximum 15 km magasságig és 2-3000 km/h sebességig terjedtek, a további tesztekhez már nem voltak elegek a tesztrakéták, hanem valós, a tényleges repülési feladathoz választott rakéták kellettek, hogy továbbléphessen a program. Ez lett a Redstone rakéta.
Az alap PGM–11 Redstone volt az Egyesült Államok egyik legrégebbi katonai rövid hatótávolságú ballisztikus rakétája, amelyet még 1952-ben fejlesztettek ki, és amely 1958–1964 között állt szolgálatban a NATO nyugat-európai haderejének hadrendjében, amelyet viszonylagos megbízhatósága miatt választottak, ám önmagában ez még nem volt alkalmas űralkalmazásra. Összesen 800 helyen változtattak a katonai változaton, hogy a NASA egy űrugrásra alkalmazhassa a rakétát, amely így új nevet is kapott: Mercury–Redstone rakéta. A továbbfejlesztett hordozórakéta, amint elkészült, a NASA rögtön ki is akarta próbálni, így jutottak el az amerikaiak az első repüléséhez, a Mercury–Redstone–1-hez.
Mercury–Redstone–1
A Mercury–Redstone–1-nek azt a feladatot szánták, hogy első alkalommal igazolják, a repüléshez tervezett teljes rakéta és űrhajórendszer – a Redstone rakéta, a Mercury űrhajó és a mentőtorony – megfelel-e a követelményeknek és együtt képesek-e a feladat maradéktalan végrehajtására. A repülésnek egyúttal minősítenie kellett az űrhajó automata repülésirányító és leszállító rendszerét is végig a felbocsátás, a rádió röppálya menti nyomonkövetés és a leszállás utáni kutató-mentő feladatok folyamán. Ehhez például úgy alakították át a vészhelyzeti jelző- és megszakító rendszert, hogy az képes legyen érzékelni a repülésmegszakítással járó vészhelyzetet, de be legyen képes kiváltani a megszakítást magát – mivel a repülésen nem terveztek legénységet feljuttatni, ez nem jelentett volna biztonsági problémát, viszont megakadályozta volna, hogy egy hibás megszakítási parancs időnek előtte véget vessen a repülésnek.
A teszthez a 2-es gyártási számú Mercury űrkabint használták fel, az 1-es gyári számú Mercury–Redstone-hordozórakétára építve. Az indításhoz ezúttal szakítva a Little Joe tesztek wallops-szigeti helyszínével – szintén első ízben – Cape Canaveral-t választották a felbocsátáshoz. Eredetileg a start dátumát 1960. november 7-re tűzték ki, ám egy váratlan hibaelhárítási feladat merült fel az űrkabinnal kapcsolatban, így új dátumot kellett kijelölni: 1960. november 21. Ezúttal először használták az újonnan elkészült Mercury irányítóközpontot a repülés irányítására.
A startra helyi idő szerint 9:00-kor (14:00 UTC) került sor az LC–5 startasztalról. A meglepett irányítók annyit láttak az új központ periszkópján keresztül, hogy a rakéta feldübörög, majd hirtelen a dübörgés elhallgat, a rakéta zökken egyet, majd megállapodik a farokvezérsíkjain, és csend ül a startasztalra. Ezt követően rögtön a mentőrakéta beindul és elrepül, de az űrkabint a rakéta tetején hagyja. Három másodperccel a mentőrakéta elrepülése után a kabin ejtőernyője kiold és félig kibomolva betakarja a kabint. A helyzet a rendszer nem megfelelő működése okán meglehetősen veszélyessé vált: a starthelyen ott állt a teljesen feltöltött rakéta mindenféle biztosítás nélkül, pusztán a gravitációra bízva, az egész szerelvény oldalán ott lógott a félig kinyílt ejtőernyő, amely azzal fenyegetett, hogy egy kisebb szélroham is belekap és felborítja a rakétát.
A kudarc végül a „négy hüvelykes repülés” néven vonult be a jelentésekbe (mások úgy összegezték az eseményt, mint „az összes, amit fellőttünk, a mentőrakéta volt”).
A megkezdődő hibakeresés hamar fel is tárta a probléma okát: a felszállás során különböző kábelek csatlakozói különböző sorrendben váltak le a rakétáról, ezesetben azonban a sorrend rossz volt. A két kábel körül az egyik egy vezérlőkábel, a másik pedig az áram kábele volt. Mindkettőt a rakéta alján, a farokrészen levő vzérsíkoknál csalakoztatták és a felszálláskor ki kellett húzódjanak, először az irányítókábelnek, másodszor pedig az áramé. Ám ennél az indításnál véletlenül egy olyan irányítókábelt alkalmaztak, amely hosszabb volt (nem a továbbfejlesztett űrrakéta verzióról, hanem a katonai PGM–11-ről származott).
A Redstone rakéta csak apró sérülésket szenvedett, amikor visszazökkent az indítóasztalra és így később felhasználhatónak ítélték, majd visszaszállították a Marshall Űrközpontba, Huntsville-be, ahol tartalékként kezelték. Közben a repülés megismétléséről döntött a NASA. Ehhez az új repüléshez szóba került az egyébként teljesen ép 2-es gyári számú űrkabin felhasználása, majd döntés is született erről: az MR–1A a 2-es kabint fogja felvinni, egy új, a 8-as gyári számot kapott mentőrakétával és a közben elkészült 10-es számú űrhajó antennaházával.
A teszt
A sikertelen MR–1 kísérletet követően alig egy hónappal a NASA ismét készen állt a megcélzott űrugrásra. A Mercury–Redstone–1A repülés teljes egészében a november 19-i sikertelen kísérlet megismétlése volt. Az űrhajó ugyanaz (Nr.2 gyári számú) volt, mint amit leszereltek a MR–1-ről, rakétának pedig a MRLV–3 jelű példányt használták az összeszerelésnél, amelyhez a 8-as számú űrhajó antennaházát és a 10-es mentőrakéta tornyát illesztették. A repülés célja is ugyanaz maradt: a működőképes űrkabint, rakétát és mentőtornyot felhasználva kellett igazolni az automatikus irányító- és leszállórendszer, valamint a repülésmegszakító rendszer működőképességét.
A start 1960. december 19-én történt meg, amikor Cape Canaveral LC–5 indítóasztaláról a Redstone rakéta rendben felemelkedett 11:15-kor (16:15 UTC). A hajtómű 143 másodpercig működött, és végül 210 kilométer magasra repítette az űrhajót, majd az indulási helytől 378 kilométerre érkezett az Atlanti-óceánba. A legnagyobb égésvégi sebesség 7900 km/h volt, amellyel kissé sikerült túlgyorsítani az űrhajót, ami nagyobb csúcsmagasságot és rövidebb megtett távolságot eredményezett. A repülési idő 15 perc 45 másodpercet tett ki. A repülés tökéletesen sikerült, az irányítók kivétel nélkül hozzájutottak a kívánt adatokhoz. A vízre szállt űrhajót mindössze 15 perc keresés után – nagyjából 30 kilométerre a kijelölt leszállási ponttól – a USS Valley Forge hordozó helikoptere halászta ki és szállította az anyahajó fedélzetére.
A repülés eseményeinek időbeli sorrendje egy tipikus Mercury–Redstone űrugráson: