Mercury-Redstone 3 - Mercury-Redstone 3

Mercury-Redstone 3
Alan Shepard durante Mercury-Redstone 3.jpg
Foto de Alan Shepard tirada por uma câmera cinematográfica a bordo do Freedom 7
Tipo de missão Vôo de teste
Operador NASA
Duração da missão 15 minutos, 28 segundos
Alcance 263,1 milhas náuticas (302,8 milhas terrestres , 487,3 km )
Apogeu 101,2 milhas náuticas (116,5 milhas terrestres, 187,5 km)
Propriedades da espaçonave
Nave espacial Mercúrio No. 7
Fabricante Aeronaves McDonnell
Massa de lançamento 4.040 libras (1.830 kg)
Massa de pouso 2.316 libras (1.051 kg)
Equipe
Tamanho da tripulação 1
Membros Alan Shepard
Indicativo Liberdade 7
Início da missão
Data de lançamento 5 de maio de 1961, 14:34:13  UTC ( 1961-05-05UTC14: 34: 13Z )
Foguete Redstone MRLV MR-7
Local de lançamento Cabo Canaveral LC-5
Fim da missão
Recuperado por USS  Lake Champlain
Data de desembarque 5 de maio de 1961, 14:49:35  UTC ( 1961-05-05UTC14: 49: 36Z )
Local de pouso Oceano Atlântico Norte 27,23 ° N 75,88 ° W
27 ° 14′N 75 ° 53′W /  / 27,23; -75,88
Freedom 7 insignia.png
Nome da nave espacial conforme pintado no lado da cápsula Alan Bartlett Shepard, Jr.
Alan-shepard.jpg
Missões do Projeto Mercury
Crewed
 

Mercury-Redstone 3 , ou Freedom 7 , foi o primeiro vôo espacial humano dos Estados Unidos , em 5 de maio de 1961, pilotado pelo astronauta Alan Shepard . Foi o primeiro vôo tripulado do Projeto Mercury . O projeto tinha o objetivo final de colocar um astronauta em órbita ao redor da Terra e devolvê-lo com segurança. A missão de Shepard era um vôo suborbital de 15 minutos com o objetivo principal de demonstrar sua capacidade de resistir às altas forças g de lançamento e reentrada atmosférica .

Shepard batizou sua cápsula espacial de Freedom 7 , estabelecendo um precedente para os seis astronautas restantes da Mercury nomeando suas espaçonaves. O número 7 foi incluído em todos os nomes da nave espacial Mercury tripulada para homenagear o primeiro grupo de sete astronautas da NASA . Sua espaçonave atingiu uma altitude de 101,2 milhas náuticas (116,5 milhas estatutárias , 187,5 km ) e percorreu uma distância de 263,1 milhas náuticas (302,8 milhas estatutárias, 487,3 km). Foi o quarto vôo da Mercury lançado com o veículo de lançamento Mercury-Redstone , vindo do Cabo Canaveral , na Flórida, próximo ao Oceano Atlântico.

Durante o vôo, Shepard observou a Terra e testou o sistema de controle de atitude da cápsula , girando a cápsula para enfrentar seu escudo térmico cego para a frente para a reentrada atmosférica. Ele também testou os retrofoguetes que retornariam missões posteriores da órbita, embora a cápsula não tivesse energia suficiente para permanecer em órbita. Após a reentrada, a cápsula pousou de pára-quedas no Oceano Atlântico Norte nas Bahamas . Shepard e a cápsula foram recolhidos por um helicóptero e levados ao porta-aviões USS Lake Champlain da Marinha dos Estados Unidos .

A missão foi um sucesso técnico, embora o orgulho americano pela realização tenha sido abafado pelo fato de que apenas três semanas antes, a União Soviética havia lançado o primeiro humano no espaço, Yuri Gagarin , que completou uma órbita no Vostok 1 . Em 2017, o primeiro Dia Nacional do Astronauta foi realizado em 5 de maio para homenagear este primeiro voo dos EUA.

Preparação

A espaçonave Freedom 7 , cápsula Mercury # 7, foi entregue ao Cabo Canaveral em 9 de dezembro de 1960. Originalmente, esperava-se que uma missão pudesse ser lançada logo depois que a espaçonave estivesse disponível, mas a Cápsula # 7 acabou exigindo amplo desenvolvimento e teste de trabalho antes de ser considerado seguro para o vôo. No entanto, como havia sido marcada desde o verão como a primeira espaçonave tripulada, a decisão foi adiar a missão até que esta cápsula em particular estivesse pronta, com uma data de lançamento provisória para 6 de março, ao invés de usar uma cápsula alternativa. O impulsionador originalmente planejado para o vôo, Redstone # 3, havia sido entregue ao Cabo no início de dezembro; no entanto, foi então usado no vôo de teste MR-1A em 19 de dezembro. O substituto, Redstone # 7, não chegou ao Cabo até o final de março; a essa altura, porém, a missão já havia sido adiada para aguardar os resultados de outro vôo de teste.

No final de 1960, havia um número crescente de preocupações sobre os padrões do veículo de lançamento Redstone; o vôo de teste MR-2 , 'pilotado' por Ham (chimpanzé) , teve problemas técnicos durante o lançamento, levando a espaçonave voando muito alto, muito longe e muito rápido. Como resultado, a missão demorou dois minutos a mais do que o planejado e a reentrada sujeitou Ham a 14,7g em vez do valor planejado de aproximadamente 12g. O ponto de respingo estava a sessenta milhas do navio de recuperação mais próximo, e demorou mais de duas horas e meia para que um helicóptero pudesse recuperar a cápsula e seu passageiro - momento em que ela quase afundou. Como resultado, a NASA não estava disposta a lançar a missão MR-3 sem mais trabalho de desenvolvimento; no final de fevereiro, ainda havia sete grandes alterações feitas no impulsionador que exigiam testes. Um vôo de teste adicional foi adicionado à programação, MR-BD (para "Booster Development"; era originalmente conhecido como MR-2A). Este seria lançado em 28 de março, adiando o vôo do MR-3 um mês para o dia 25 de abril. O vôo do MR-BD foi quase completamente bem-sucedido, garantindo que o vôo do MR-3 tripulado pudesse prosseguir sem atrasos significativos.

O piloto do MR-3 havia sido escolhido com vários meses de antecedência, no início de janeiro, pelo chefe do programa, Robert R. Gilruth . Ele selecionou Alan Shepard (Marinha) como o piloto principal, com John Glenn (Fuzileiro Naval) e Gus Grissom (Força Aérea) como seus backups; os outros membros do Mercury Seven continuaram a treinar para missões posteriores. Os três nomes foram anunciados à imprensa no dia 22 de fevereiro, sem qualquer indicação de qual dos três deveria voar a missão. O nome de Shepard só foi anunciado publicamente depois que a tentativa inicial de lançamento foi cancelada, pois Gilruth desejava manter suas opções em aberto no caso de mudanças de pessoal de última hora serem necessárias. Glenn serviu como reserva de Shepard no dia do lançamento, com Grissom se concentrando no treinamento para MR-4 , a próxima missão suborbital.

A tentativa inicial de lançamento, no dia 2 de maio, foi cancelada por problemas climáticos duas horas e 20 minutos antes do horário de lançamento, com o Shepard aguardando em um hangar já adequado e preparado. O voo foi remarcado para dois dias depois, quando foi atrasado mais um dia devido às condições meteorológicas adversas, até 5 de maio, com previsão de lançamento para as 7h20. HUSA.

Equipe

Posição Astronauta
Piloto
Primeiro voo espacial de Alan Shepard

Voar

A contagem regressiva começou às 20h30 da noite anterior, com Shepard acordando e tomando um café da manhã com bife e ovos com torradas, café e suco de laranja (o café da manhã com bife e ovos logo se tornaria uma tradição para os astronautas na manhã de um lançamento ) Ele entrou na espaçonave às 5h15. ET, pouco mais de duas horas antes do horário planejado de lançamento às 7h20. Às 7h05, o lançamento foi retido por uma hora para deixar a cobertura de nuvens desobstruída - uma boa visibilidade seria essencial para fotografias da Terra - e consertar uma fonte de alimentação; logo após o reinício da contagem, outro bloqueio foi acionado para reiniciar um computador no Goddard Space Flight Center . A contagem foi finalmente retomada, após pouco mais de duas horas e meia de retenções não planejadas, e continuou sem mais falhas. Todos os atrasos resultaram em Shepard deitado de costas na cápsula por quase três horas, momento em que ele reclamou para a tripulação da fortificação que ele tinha uma forte necessidade de urinar (porque a missão duraria menos de 20 minutos, ninguém havia pensado em equipar o Mercury com um dispositivo de coleta de urina). A tripulação disse a ele que isso era impossível, pois eles teriam que restaurar a Sala Branca e perder uma quantidade considerável de tempo removendo a escotilha fortemente fechada do Mercury. Um irado Shepard então anunciou que se ele não pudesse sair para uma viagem ao banheiro, ele simplesmente urinaria em seu terno. Quando a fortificação protestou que isso causaria um curto-circuito nos eletrodos médicos de seu corpo, ele disse a eles para simplesmente desligar a energia. Eles obedeceram e Shepard esvaziou a bexiga. Por causa da posição em que estava sentado, a urina acumulou-se um pouco sob suas costas e com o oxigênio fluindo pelo traje espacial, ele logo secou e a contagem regressiva foi retomada.

Lançamento do MR-3 em 5 de maio de 1961

Mercury-Redstone 3 finalmente decolou às 9h34. ET, assistido por cerca de 45 milhões de telespectadores nos Estados Unidos. Shepard foi submetido a uma aceleração máxima de 6,3 g antes de o motor Redstone desligar, dois minutos e 22 segundos após o lançamento. A velocidade espacial fixa do Freedom 7 foi de 5.134 milhas por hora (8.262 km / h), próximo ao valor planejado. Após o desligamento do impulsionador, a torre de escape foi alijada. Dez segundos depois, veio a separação da cápsula: a cápsula detonou os parafusos explosivos do anel de fixação Marman que a unia ao impulsionador e disparou seus foguetes posígrados para ganhar distância. Após a separação da cápsula, o sistema de controle de atitude automatizado (o Sistema de Controle de Estabilização Automática, ou ASCS) amorteceu quaisquer movimentos de queda residuais e então guinou o Freedom 7 em cerca de 180 graus, de modo que os retro-encaixes fiquem voltados para frente prontos para o disparo.

Shepard agora começou a testar o controle manual da orientação da espaçonave. Para fins de redundância, o sistema de controle de atitude manual da espaçonave Mercury usava um conjunto diferente de jatos de controle do sistema automático e tinha seu próprio suprimento de combustível; quando o sistema foi ativado, movendo a alavanca de controle de três eixos proporcionalmente as válvulas abertas para os jatos manuais. O sistema pode ser habilitado seletivamente em cada eixo, com o ASCS controlando automaticamente os eixos não habilitados. Shepard gradualmente assumiu o controle manual, um eixo de cada vez, deixando os demais eixos para o ASCS. Primeiro ele assumiu o controle manual de inclinação, reorientando a espaçonave de sua "atitude orbital" de 14 graus de inclinação do nariz para baixo para a atitude de retrofire de 34 graus de inclinação do nariz para baixo, então retornando à atitude de órbita. Ele então assumiu o controle manual da guinada junto com a inclinação, guinando a espaçonave para a esquerda e depois para a direita para colocá-la de volta na linha. Finalmente, ele assumiu o controle do rolamento também, testando-o e restaurando o rolamento da espaçonave ao normal. Depois que Shepard assumiu o controle de todos os três eixos, ele descobriu que a resposta manual da espaçonave era quase a mesma do simulador Mercury; no entanto, ele não podia ouvir os jatos disparando, como podia no solo, devido aos níveis de ruído de fundo.

A próxima tarefa de Shepard era fazer observações do solo a partir do periscópio da espaçonave, que se estendia pelo "fundo" do casco sob seus pés. A nave de Shepard, uma versão anterior da cápsula de Mercúrio, também tinha duas pequenas janelas redondas de visualização, uma de cada lado, mas o periscópio era seu principal meio de observação. O periscópio pode ser configurado para uma visão de ângulo amplo de baixa ampliação ou uma visão de ângulo estreito de alta ampliação, e diferentes filtros ópticos podem ser inseridos girando um botão. Durante sua longa espera na plataforma de lançamento, Shepard inseriu um filtro cinza médio no periscópio para reduzir o brilho do sol, mas ele não teve tempo de desfazê-lo antes do lançamento. Ele descobriu que quando tentava alcançar o botão do filtro para trocá-lo, o pulso de seu traje espacial batia na alça de sua mão esquerda que ativaria manualmente o sistema de escape de lançamento. Mesmo que a torre de fuga já tivesse desaparecido há muito tempo, Shepard desistiu de tentar trocar o filtro por precaução, deixando-o assim pelo resto do vôo. Embora o filtro cinza desbotasse as cores, Shepard ainda era capaz de distinguir facilmente grandes massas de terra de nuvens. Ele relatou que identificou características importantes, como a costa leste da Flórida, o Lago Okeechobee e a Ilha de Andros , a maior ilha das Bahamas, mas a cobertura de nuvens tornou difícil para ele distinguir outras ilhas das Bahamas.

Com a espaçonave ainda sob controle manual, mas agora usando o periscópio em vez dos instrumentos do painel como referência de atitude, Shepard manteve sua atitude de giro e guinada, mas inadvertidamente deixou a espaçonave mudar de tom. Quando a espaçonave se aproximou do ponto mais alto de seu arco suborbital, a luz "start retro sequence" foi acesa, alertando Shepard de que os três retrobits estavam prestes a disparar. Eles fariam isso em sequência com cinco segundos de intervalo, queimando por dez segundos cada. Shepard começou a ajustar seu nariz inclinado para baixo em direção à atitude adequada de retrofire de -34 graus, mas ele só conseguiu a atitude em torno da órbita (-14 graus) antes de o primeiro retrorocket disparar. Ele então baixou ainda mais o tom para cerca de -25 graus a tempo para o segundo e terceiro retrocesso. Esta discrepância de pitch não era crítica para este vôo, porque a trajetória suborbital de Shepard levaria à reentrada de qualquer maneira, e a diferença de pitch não afetaria muito o local de pouso de Shepard; Shepard estava apenas testando a capacidade do piloto de controlar manualmente a atitude da espaçonave durante o retrofire. Em seu debriefing inicial após o voo, Shepard relatou que de alguma forma ele deve ter ficado confuso sobre sua atitude de arremesso, mas acabou sendo vítima de um mal-entendido. O indicador de inclinação desta espaçonave em particular foi originalmente definido de modo que sua posição de referência para a atitude de retrofire, que era a posição de "nove horas" no indicador, estava em –43 graus de inclinação, em vez de –34 graus posteriormente decididos para retrofire . Shepard presumiu que ainda estava definido dessa forma e deliberadamente ajustou seu tom alto para compensar. Mas, na verdade, o indicador foi alterado, com a posição de referência das "nove horas" sendo atualizada para os –34 graus corretos. De alguma forma, Shepard não fora informado, então sua compensação tornou seu tom muito alto.

Logo após o retrofire, Shepard mudou para o modo de controle "fly-by-wire", onde os movimentos do piloto do stick de controle de três eixos acionaram eletricamente os jatos de controle do sistema automático para disparar para o posicionamento desejado, em vez de abrir proporcionalmente o jatos de controle do sistema manual. Logo depois, o pacote retrorocket foi descartado automaticamente. Este pacote era preso ao escudo térmico por tiras e normalmente era liberado antes da reentrada. Shepard ouviu o barulho do jato e viu uma das correias passar voando por uma janela, mas a luz de confirmação não acendeu. No entanto, o astronauta Deke Slayton , que atuava como comunicador da cápsula ("CAPCOM") no Centro de Controle de Mercúrio , confirmou a Shepard que o pacote havia sido descartado, então Shepard ativou o controle manual para o sistema de lançamento acionar a luz. Posteriormente, foi determinado que a luz retro-jettison não foi ativada por causa de um problema com os "squibs" pirotécnicos acionados eletricamente que foram disparados para liberar o pacote retrorocket. Esses squibs, quando acionados, podiam extrair corrente excessiva do sistema elétrico, baixando sua tensão a ponto de o cronômetro que deveria ativar a luz de retro-jettison ser zerado. Os squibs foram modificados para evitar esse problema em missões futuras.

Shepard relatou que voar a fio era suave e dava a sensação de estar totalmente no comando da nave, antes de permitir que os sistemas automáticos assumissem brevemente o controle para reorientar a cápsula para a reentrada. Ele então manteve o controle até que as forças g atingiram o pico de 11,6 g durante a reentrada; ele segurou a cápsula até que ela se estabilizou e então entregou o controle ao sistema automatizado. A descida foi mais rápida do que o previsto, mas os pára-quedas dispararam conforme planejado, um drogue a 21.000 pés (6,4 km) e um paraquedas principal a 10.000 pés (3,0 km).

O respingo ocorreu com um impacto comparável ao pouso de um avião a jato em um porta-aviões . O Freedom 7 inclinou-se sobre o lado direito cerca de 60 graus em relação à posição vertical, mas não mostrou sinais de vazamento; suavemente se endireitou depois de um minuto, e Shepard foi capaz de relatar à aeronave em volta que ele havia pousado com segurança e estava pronto para ser recuperado. Um helicóptero de recuperação chegou depois de alguns minutos e, após um breve problema com a antena da espaçonave, a cápsula foi retirada parcialmente da água para permitir que Shepard saísse pela escotilha principal. Ele se espremeu para fora da porta e entrou em um estilingue, e foi puxado para dentro do helicóptero, que levou o astronauta e sua espaçonave para um porta-aviões à espera, o USS  Lake Champlain . Todo o processo de recuperação levou apenas onze minutos, desde o respingo até a chegada a bordo.

O vôo durou 15 minutos e 22 segundos e a espaçonave viajou 302 milhas (486 km) de seu ponto de lançamento, ascendendo a 116,5 milhas (187,5 km). Liberdade 7 desembarcados nestas coordenadas: 27.23 ° N 75,88 ° W . Atingiu uma velocidade de 5.180 mph (8.340 km / h). 27 ° 14′N 75 ° 53′W /  / 27,23; -75,88

Após o vôo, a espaçonave foi examinada por engenheiros e considerada em excelente estado, tanto que eles decidiram que poderia ter sido usada com segurança novamente em outro lançamento. Dado ao Smithsonian Institution pela NASA , Freedom 7 foi anteriormente exibido na US Naval Academy em Annapolis, Maryland até 2012. Desde 2012, está em exibição na Biblioteca John F. Kennedy em Boston, Massachusetts. A partir de 5 de maio de 2021, o 60º aniversário do Primeiro Americano no Espaço, a espaçonave Mercury-Redstone (MR-3) Freedom 7 estará em exibição e exibida no Steven F. Udvar-Hazy Center do Smithsonian localizado em Chantilly, Virgínia.

Representação na cultura popular

Em junho de 1961, Laurie Records lançou um single de 45 rpm com William Allen e Orquestra intitulado "Space Flight Freedom 7". Consistia em recriações da torre para as comunicações dos astronautas faladas sobre um suporte instrumental.

A missão Mercury-Redstone 3 foi dramatizada no livro de Tom Wolfe de 1979, The Right Stuff , no filme de Philip Kaufman de 1983 The Right Stuff baseado no livro ( Scott Glenn interpreta Shepard), a minissérie da HBO de 1998 do episódio From the Earth to the MoonCan We Do This? ” (Estrelando Ted Levine como Shepard) e o filme de 2016 Hidden Figures (Dane Davenport interpreta Shepard). Na minissérie The Right Stuff de 2020 , Jake McDorman interpreta Shepard.

No videogame Fallout 3 de 2008 , o jogador pode visitar o Museu de Tecnologia nas ruínas de Washington DC, dois séculos após uma guerra nuclear. O jogo se passa em uma linha do tempo alternativa que diverge da realidade após a Segunda Guerra Mundial . No museu há uma exposição sobre uma versão ligeiramente diferente de Mercury-Redstone 3 / Freedom 7, chamada Defiance 7, que foi lançada em 5 de maio de 1961 (o dia em que a Freedom 7 foi lançada) e foi pilotada pelo astronauta fictício Carl Bell. A exposição afirma que Bell foi o primeiro humano no espaço nesta linha do tempo e não sobreviveu ao vôo espacial, tendo morrido em um pouso forçado. Seu esqueleto e traje espacial foram doados ao museu e estão em exibição lá.

Eventos de voo

Tempo (mm: ss) Evento Descrição
Mr3-flight-timeline.png
00:00 Decolar Mercury-Redstone decola, o relógio a bordo começa.
00:16 Pitch Program Redstone arremessa mais de 2 graus / s de 90 graus a 45 graus.
00:40 Fim do programa de argumento de venda Redstone atinge o passo de 45 graus.
01:24 Max Q Pressão dinâmica máxima ~ 575 lbf / ft² (28 kPa).
02:20 BECO Desligamento do motor Redstone - Corte do motor auxiliar. Velocidade 5.200 mph (2,3 km / s)
02:22 Tower Jettison Escape Tower Jettison, não é mais necessário.
02:24 Separação de espaçonaves Foguetes posígrados disparam por 1 s, proporcionando uma separação de 15 pés / s (4,6 m / s).
02:35 Manobra de reviravolta O sistema de espaçonaves (ASCS) gira a espaçonave 180 graus, para aquecer a atitude dianteira do escudo.
02:35 Controle manual Controles manuais desbloqueados. O piloto testa todos os eixos.
04:44 Manobra de atitude retro O ASCS orienta a espaçonave a 34 graus de inclinação do nariz para baixo, 0 graus de rotação e 0 graus de guinada.
05:00 Apogeu Apogee de cerca de 115 milhas (185 km) alcançado a 150 milhas (240 km) abaixo do local de lançamento.
05:15 Retrofire Três foguetes retro disparam por 10 segundos cada. Eles são iniciados em intervalos de 5 segundos, disparando sobreposições. 550 pés / s (170 m / s) é retirado da velocidade de avanço.
05:45 Retrair Periscópio O periscópio é retraído automaticamente em preparação para a reentrada.
6h15 Retro Pack Jettison Um minuto após o retrofire, o pack retro é descartado, deixando o escudo térmico livre.
07:15 0,05 g (0,5 m / s²) de manobra (ASCS) detecta o início da reentrada e rola a espaçonave a 10 graus / s para estabilizar a espaçonave durante a reentrada.
09:38 Drogue Parachute Deploy O pára-quedas Drogue lançado a 22.000 pés (6,7 km), desacelerando a descida para 365 pés / s (111 m / s) e estabilizando a nave espacial.
09:45 Implantar Snorkel O snorkel de ar fresco é implantado a 20.000 pés (6,1 km). (ECS) muda para taxa de oxigênio de emergência para resfriar a cabine.
10h15 Implantação do pára-quedas principal O pára-quedas principal é lançado a 10.000 pés (3,0 km). A taxa de descida diminui para 30 pés / s (9,1 m / s)
10h20 Desdobramento do saco de pouso O saco de pouso é aberto, derrubando o protetor de calor em 4 pés (1,2 m).
10h20 Depósito de combustível O combustível restante com peróxido de hidrogênio é despejado automaticamente.
15:22 Splashdown A nave espacial pousa na água a cerca de 300 mi (480 km) abaixo do local de lançamento.
15:30 Implantação de recursos de resgate Pacote de ajuda de resgate implantado. O pacote inclui marcador de tinta verde, radiofarol de recuperação e antena chicote .

Veja também

Referências

Notas

Citações

Bibliografia

links externos