Кіріспе
1961 жылы американдық экипажбен жасалған орбиталық емес ғарышқа ұшу
Меркурий Редстоун 4 – 1961 жылдың 21 шілдесінде АҚШ-тың екінші адамды ғарышқа ұшқан миссиясы болды. Меркурий жобасының суборбитальдық ұшуы Меркурий Редстоун ұшыру құралымен, MRLV 8 арқылы іске қосылды. Ғарыш кемесі, Меркурий капсуласы №11, «Еркіндік қоңырауы 7» деп аталды. Оны астронавт Вирджил «Гас» Гриссом басқарды. Ғарышқа ұшу 15 минут 30 секундқа созылды, белгілі бір биіктікке жетіп, Атлант мұхитына құлады. Ұшу жоспарланғандай өтті, бірақ суға қонғаннан кейін, төтенше жағдайларда жарылуға арналған люк қақпағы кездейсоқ ашылып кетті. Гриссомның суға бату қаупі туды, бірақ ол АҚШ Әскери-теңіз күштерінің тікұшағымен қауіпсіз құтқарылды. Ғарыш кемесі Атлант мұхитына батып, 1999 жылға дейін табылған жоқ.
Ғарыш кемесі
MR 4 ғарыш кемесі, Меркурий капсуласы №11, 1960 жылдың қазан айында екінші экипаждық суборбиталды ұшуды жүзеге асыруға белгіленді. 1960 жылдың мамыр айында Макдоннелдің Сент-Луис өндіріс желісінен шықты. №11 капсула – екі кішкентай терезе орнына орталық терезесі бар алғашқы Меркурий операциялық ғарыш кемесі. Ол Алан Шепардтың "Азаттық 7" кемесінен гөрі орбиталық нұсқаға жақын болды. Ұшқышы оны "Либерти Белл 7" деп атады, ал капсуланың түбінен басталып, шамамен екі үшін бір бөлігіне дейін мұрынға қарай созылатын ақ түсті, қисайған, дұрыс емес бояу жолағы, Пенсильвания штатының Филадельфия қаласындағы танымал "Либерти Белл" қоңырының бейнесін шығарды.
Жарылғыш люк
Сонымен қатар, "Либерти Белл 7" жаңа жарылғыш люк механизмімен жабдықталған. Бұл ғарышкерге төтенше жағдай туғанда ғарыш кемесінен жылдам шығуға мүмкіндік береді. Төтенше жағдай қызметкерлері сырттан, сыртқы арқанды тартып, жарылғыш люкті іске қоса алады. Жылдам ашылатын люк және арқан әскери ұшақтардағы катапульді орындықтардың стандартты жабдықтары болып табылады, бірақ "Меркурий" жобасында ұшқыш кемені өзі тастауы керек немесе оны төтенше жағдай қызметкерлері шығаруы керек еді. Алғашқы шығу процедурасы антенна бөлімі арқылы, кішкентай қысымды бөлікті алып тастағаннан кейін жүзеге асырылды. Бұл қиын және ұзақ процедура болды. Жарақат алған немесе есінен айрылған ғарышкерді жоғарғы люк арқылы шығару іс жүзінде мүмкін емес еді. Алғашқы жақтанғы люк 70 бұрандамен бекітіліп, бірнеше ғарыш кемесінің қаптамаларымен жабылған, бұл алғашқы люкті ашу процесін баяулатты. McDonnell Aircraft инженерлері "Меркурий" ғарыш кемесі үшін екі түрлі жылдам ашылатын люк ойлап тапты. Біріншісі құлыппен жабдықталған және Хэмнің (шимпанзенің) MR 2 және Шепардтың MR 3 миссияларында қолданылды. Екіншісі жарылғыш босату люгі болды. Жылдам ашылатын құлыпты люктің салмағы 69 фунт (31 кг) құрады, бұл ғарыш кемесінің орбиталық нұсқасында қолдануға тым ауыр болды. Жарылғыш люк дизайнында алғашқы нұсқадағы 70 бұранда қолданылды, бірақ әрбір 6,35 мм (бір төрттен бір дюйм) титан бұранданың әлсіз нүктесін жасау үшін тесік салынған. Жұмсақ детонациялық шындыр (MDF) люктің ішкі және сыртқы тығыздамалары арасындағы арнаға орнатылды. MDF тұтанғанда, ішкі және сыртқы тығыздамалар арасындағы газ қысымы бұрандалардың кернеуге төтеп беру қабілетін жояды. Құтқару кезінде жарылғыш люкті ашудың екі жолы болды. Люктің ішкі жағында түймелі иінтірек болды. Ұшқыш штифті алып тастап, иінтіректі 25 Н (5-6 фунт) күшпен баса алады. Бұл жарылғыш зарядты іске қосып, 70 бұранданы кесіп тастап, люкті бір секунд ішінде 8 метр қашықтыққа лақтырады. Егер штифт орнында қалса, бұрандаларды жарыту үшін 180 Н (40 фунт) күш қажет болды. Сырттан құтқарушы люк жанындағы кішкентай панельді алып тастап, арқанды тартып, люкті аша алады. Жарылғыш люктің салмағы .
Терезесі
"Liberty Bell 7" ғарыш кемесіндегі жаңа трапеция тәрізді терезе "Freedom 7" ғарыш кемесіндегі екі бүйірлік иллюминатордың орнына қойылды. Жаңа терезеге арналған көп қабатты шыныларды Нью-Йорк штатындағы Корнинг шыны зауыты жобалап және жасады. Сыртқы шыны қалың "Vycor" шынысынан жасалған. Ол жоғары температураға төтеп бере алатын. Ішкі жағы үш шыны панельден біріктіріліп, жалғыз ішкі панель құрастырылды. Бір панель қалың "Vycor" шынысынан, ал қалғандары қатайтылған шыныдан жасалған. Бұл жаңа терезе жиналымы ғарыш кемесінің қысым корпусының кез келген бөлігінен де берік болды.
Бақылау
Liberty Bell 7 ұшағының қолмен басқару жүйесіне жаңа жылдамдық тұрақтандыру басқару жүйесі енгізілді. Бұл қолды басқару құрылғысын аздап бұру арқылы ғарыш кемесінің қозғалысын дәл басқаруға мүмкіндік берді. Бұрын қажетті күйде ұстап тұру үшін құрылғыны жиі бұру қажет болатын. Бұл жылдамдық демпферлеуі немесе жылдамдық күшейту жүйесі, ұсақ және оңай басқару қасиеттерін, сондай-ақ бағыт, қисайту және домалану қозғалтқыштарын қосудың қосымша мүмкіндігін қамтамасыз етті. Меркурий Редстоун 4 миссиясынан бұрын Льюис зерттеу орталығы мен Ғарыш жұмыс тобының инженерлері позитивті жылдамдықты зымыранды ашық кеңістікте емес, қайта көтеруші ғарыш кемесі адаптеріне бағыттап отырса, 78 пайызға артық итермелі күш пайда болатынын анықтады. Бұл "атқыш мылтығы" сияқты эффект арқылы ғарыш кемесі мен күшейткіштің бөлінуін күшейтті. Осы техниканы қолдану арқылы ғарыш кемесі бұрынғы әдіске қарағанда шамамен 0,7 км/с жылдамдықпен бөлінді. Меркурий Редстоун 4/Liberty Bell 7 миссиясы осы жаңа процедураны пайдаланатын болады. Liberty Bell 7 ұшағындағы қосымша аппараттық өзгерістерге Redstone ғарыш кемесі адаптеріне арналған жаңаша кабина және контурлы креслоның бас бөлігіне қосымша көбік төсемдер енгізілді. Кабинаны ауыстыру және қосымша көбіктер ұшқыштың ұшу кезінде сезінетін дірілді азайту үшін қолданылды. Ғарыш кемесінің аспаптар панелі көздің қарауына ыңғайлы болуы үшін қайта орналастырылды.
Атау беру
Капитан Гриссом өзінің капсуласын "Liberty Bell 7" деп атады, ондағы жеті саны Меркурий бағдарламасына таңдалған жеті алғашқы астронавтты құрметтеу үшін болды. Бұл дәстүрді бұрынғы Меркурий ұшқышы Алан Шепард кездейсоқ бастады, ол өзінің ғарыш кемесін "Freedom 7" деп атады, себебі ол зауыттың 7-ші үлгісі еді. Басқа астронавттар да осы символизмді ұнатып, өз ғарыш кемелерінің аттарына 7 санын қосты. Гриссом капсуланың формасының қоңырауға ұқсас болуы және ол әйгілі "Liberty Bell" қоңырауын еске түсіруі себепті "Liberty Bell" атауын таңдады. Гриссом тіпті нағыз Liberty Bell қоңырауындағы жарық сияқты жарықпен бірге Liberty Bell суретін ғарыш кемесіне салған болатын. Бұл егжей-тегжейлі, ғарыш кемесі миссиясының соңында мұхитқа батқаннан кейін Гриссомды әзілдеуге себеп болды.
Миссияның сипаттамасы
1961 жылдың қаңтар айында НАСА-ның ғарыш тапсырмалар тобының директоры Роберт Гилрут Гас Гриссомға Меркурий Редстоун 4 миссиясының негізгі ұшқышы болатынын айтты. Джон Гленн – миссияның қосалқы ұшқышы болды. Редстоун MRLV 8 зымыран тасығышы 1961 жылдың 8 маусымында Канавералға келді. 1961 жылдың 15 шілдесінде өткен миссияны қарау барысында Redstone MRLV 8 және Mercury ғарыш кемесі #11 Меркурий Редстоун 4 миссиясына дайын деп жарияланды. Меркурий 4 миссиясы MR 3 миссиясын қайталау ретінде жоспарланды. Оның апогейі 187 шақырым (116 миль) болуы тиіс еді. Жоспарланған ұшу қашықтығы – 481 шақырым (299 миль). Гриссом 6,33 g (62 м/с) үдеу және 10,96 g (107 м/с) тежелу күштерін сезінетін болды. "Еркіндік қоңырауы 7" ұшырылымы алғашқыда 16 шілдеге жоспарланған. Бірақ, бұлтты ауа райының салдарынан ұшыру 18 шілдеге кейінге жылдырылды. 18 шілдеде де ауа райы нашар болғандықтан, ұшыру тағы да кейінге қалдырылды. Екі рет те ұшқыш ғарыш кемесіне отырмаған еді. 1961 жылдың 19 шілдесінде Гриссом ғарыш кемесіне отырғанда, ауа райының нашарлығына байланысты ұшу тағы да кешіктірілді. Ол кезде ұшыруға 10 минут 30 секунд қалған еді. 1961 жылдың 21 шілдесі таңында Гас Гриссом сағат 8:58 UTC-де "Либерти Белл 7" кемесіне кірді және 70 люк бұрандасы орнатылды. Жоспарланған ұшыруға 45 минут қалғанда, бір техника люк бұрандаларының бірінің дұрыс бекітілмегенін анықтады. 30 минуттық үзіліс кезінде McDonnell және НАСА ғарыш тапсырмалар тобының инженерлері қалған 69 бұранданың люкті орнында ұстап тұруға және қажетті уақытта ашуға жеткілікті екеніне келісті. Дұрыс бекітілмеген бұранда ауыстырылмады. "Либерти Белл 7" 1961 жылдың 21 шілдесінде сағат 12:20:36 UTC-де ұшырылды.
4 mission. The Mercury 4 mission was planned as a repeat of MR 3. It was to reach an apogee of 116 mile (187 km). The planned range was 299 mile (481 km). Grissom would experience a maximum acceleration of 6.33 g (62 m/s) and deceleration of 10.96 g (107 m/s). The launch of Liberty Bell 7 was first planned for July 16. The cloud cover was too thick and the launch was postponed until July 18. On July 18, it was again postponed due to weather. Both times, the pilot had not yet boarded the spacecraft. On July 19, 1961, Grissom was on board when the flight was delayed again due to weather. At that point, it had just 10 minutes 30 seconds to go before launch. On the morning of July 21, 1961, Gus Grissom entered the Liberty Bell 7 at 8:58 UTC and the 70 hatch bolts were put in place. At 45 minutes prior to the scheduled launch, a pad technician discovered that one of the hatch bolts was misaligned. During a 30 minute hold that was called, McDonnell and NASA Space Task Group engineers decided that the 69 remaining bolts should be sufficient to hold the hatch in place and blow it at the appropriate time. The misaligned bolt was not replaced. Liberty Bell 7 was launched at 12:20:36 UTC, July 21, 1961.
Іске қосу
Гриссом кейін ұшудан кейінгі брифингте ұшып көтерілгенде "сәл қорқып" қалғанын мойындады, бірақ үдеудің артуымен бірге сенімділігіне көз жеткізгенін қосты. Педсталдан қозғалтқыштың дауысын естіп, өзінің уақыт сағаты кеш басталыпты деп ойлады. Шепард сияқты, ол да ұшып көтерілудің тегіс сапасына таң қалды, бірақ кейін бірте-бірте күшейе түсетін дірілді байқады. Бұл діріл оның көру қабілетін нашарлататын болған жоқ. Гриссомның кабинасы шамамен 27000 фут (8230 м) биіктікте дұрыс қысыммен герметикаланды, және ол қоршаған ортаны басқару жүйесінің жақсы жұмыс істеп жатқанына риза болды. Кабина мен костюм температурасы, тиісінше, өте ыңғайлы болды. Redstone-ның бұрылу жылдамдығын көрсететін аспаптарына қарап, Гриссом оның бағдарламаланған бағыттар бойынша, секундтық 1 градус шамасында бұрылатынын көрді. Ұшудың жоғары нүктесінде 3g (29 м/с) үдеу кезінде Гриссом көкжиектің түсінің ақ көктен қараға дейін күрт өзгеретінін байқады. Оның назарыны мұнарадан атылған ракетаның шуы бұзды. Гриссом бөліністі сезінді және мұнараны терезеден қарап, оның оң жағына түтін іздерін қалдырып, алыстап бара жатқанын көрді. Ұшырылғаннан кейін 2 минут 22 секунд өткен соң Redstone-ның Rocketdyne қозғалтқышы Гриссомның жылдамдығын арттырғаннан кейін тоқтады. Ол үдеудің жоғарыдан нөлге дейін өзгеруі кезінде құлау сезімін бастан өткерді, және ол осы сезімге центрифугада жаттығулар кезінде үйренгенмен, бір сәтте бағдарын жоғалтты. Redstone қозғалтқышы тоқтағаннан кейін 10 секунд бойы инерциямен қозғалды; содан кейін күрт дыбыс, posigrade ракеталары ғарыш кемесін күшейткіштен босатып жатқанын көрсетті. Гриссом кемесінің айналу маневрі кезінде терезеден сыртқа қараса да, күшейткішін көре алмады.
Баллистикалық ұшу
Айналайын деген кезде әуе күштерінің ұшқышы алғаш рет ғарышқа ұшқышқа айналды, қолмен пропорционалды басқаруды иеленді. Терезеден үнемі сыртқа қарауға деген құштарлығы, басқару міндеттеріне назар аударуды қиындатты. Ол Шепардқа Меркурий басқару орталығында Жердің көкжиегінің панорамасы, ең жоғары нүктеде 800 мильді (1287 км) көлбеумен көрінетінін айтты. Оның құралдары төмендегі көрініске қарағанда нашар бағаланды. Гриссом бақылау тақтасы мен басқару таяғына бұрылып, қозғалыс бағытын өзгертті, бірақ қалаған орнынан асып кетті. Ол қолмен басқару таяғын иеленді, барлық дірілдерді басуға тырысты, содан кейін жарықшаны бұрды, бірақ одан да көп бұрылып кетті. Дұрыс бағытқа келген кезде, осы маневрлерге бөлінген уақыт таусылып, дөңгелек қозғалысты мүлдем өткізіп алды. Гриссом Mercury процедуралық тренажерымен салыстырғанда қолмен басқарудың өте жайғақ екенін байқады. Содан кейін ол жаңа жылдамдық командалық басқару жүйесіне ауысты және отынның көп жұмсалуына қарамастан, мінсіз жауап алды. Жерді терезеден көру үшін Гриссом қозғалыс жасады. Бұлттардың астында (кейіннен Апалачикола аймағындағы Флориданың батысы деп анықталды) тұманды қашықтықтағы жер көрінді, бірақ ұшқыш оны анықтай алмады. Кенеттен Канаверал түбегі соншалықты айқын көрінбейтіндей болды, Гриссом оның көлбеу қашықтығы 150 мильден (241 км) асатынына сенбеді. Астронавттар кеңсесі Гриссомның кінәсін мойындамағанының куәсі бар, себебі ол болашақ ұшулар үшін басты айналымда қалды, алғашқы Gemini және жоспарланған Apollo ұшуларын басқарды. 1965 жылғы сұхбатында Гриссом сыртқы босату арқанының босап, люкті ашқанына сенетінін айтты. Liberty Bell 7-де бұл босату арқаны тек бір бұрандамен бекітілген. Бұл теорияны американдық ғарышқа ұшудың көптеген алғашқы экипаждардың жетекшісі Гюнтер Вендт қабылдады. 1967 жылы Apollo 1 ұшуының симуляциясы кезінде кабинадағы өрт және ішкі жағынан ашылатын люк Гриссомның, сондай-ақ Эд Уайт пен Роджер Б. Чаффи астронавттарының ұшу алаңындағы өртте қаза болуына себеп болды. Инженерлердің жарылғыш люктің іске қосылмастан, кездейсоқ оқталатынын анықтағаннан кейін жарылғыш люкті пайдаланудан бас тартылды. Apollo өртінен кейін Block II Apollo ғарыш кемелері жылдам ашылатын жүйелермен жабдықталды. 2021 жылы қалпына келтіру видеосының талдауы статикалық электрдің люк болттарының ерте жарылуына себеп болуы мүмкін екенін көрсетті. Вертолеттердің роторлары ауада қозғалғанда статикалық электр заряды жиналады. Теңіз корпусының лейтенанты Джон Рейнхард, жүзуші ғарыш кемесінің антеннасын кесіп тастау үшін жарылғыш зарядтары бар қайшыны қолданған вертолет экипажының мүшесі, "антеннаға тиген кезде доға пайда болды және екі кескіш те оқталды. Сонымен бірге люк ашылды. Мүмкін, қандай да бір статикалық заряд [люкті] іске қосып жіберді" деді.
"Тәуелсіздік қоңырауы" 7
1992 және 1993 жылдары бірнеше сәтсіз әрекеттерден кейін, Oceaneering International, Inc. 1999 жылдың 20 шілдесінде, Аполлон 11-нің Айға қонған күнінің 30 жылдығына орай, Атлант мұхитының түбінен Liberty Bell 7 ғарыш кемесін көтеріп, қалпына келтіру кемесінің палубасына жеткізді. Команданы Курт Ньюпорт басқарды, ал қаржыландыруды Discovery Channel жүзеге асырды. Ғарыш кемесі Ньюпорттың 14 жылдық ізденісінен кейін, Кейп Канавералдан оңтүстік-шығысқа қарай шамамен 16000 фут (4877 метр) тереңдікте табылған. Ішінде ұшу жабдығының бөліктері және саяхаттан естелік ретінде әкелінген бірнеше Меркурий димдері болды. Ғарыш кемесі одан әрі тозудан қорғау үшін теңіз суымен толтырылған контейнерге орналастырылды. Канзас штатының Хатчинсон қаласындағы Cosmosphere ғарыш кемесін бөлшектеп, тазартты, содан кейін 2006 жылдың 15 қыркүйегіне дейін ұлттық турға жіберді. Одан кейін ғарыш кемесі Cosmosphere-қа қайтарылды, онда ол тұрақты түрде қойылған. 2016 жылы ол Индианаполис балалар мұражайына уақытша берілді.
Фильмдегі драмалық көрініс
Филип Кауфманның 1983 жылғы "The Right Stuff" фильмінде Фред Уорд Гас Гриссом рөлін ойнаған "Либерти Белл 7" миссиясының көркем бейнеленуі бар. Гас Гриссом рөлінде Марк Ролстонмен HBO-ның 1998 жылғы "Жерден Айға дейін" сериалында және 2016 жылғы "Жасырын фигуралар" фильмінде Девин МакГи де осы кейіпкерді сомдады.
Уақыт шкаласы
T+ уақыт оқиғаның сипаттамасы T+00:00:00 Көтермелеу Меркурий Редстоун көтеріледі, борттағы сағат басталады. T+00:00:16 Бағытты өзгерту бағдарламасы Редстоун 90°-тан 45°-қа дейін 2°/с жылдамдықпен бұрылады. T+00:00:40 Бағытты өзгерту бағдарламасының аяқталуы Редстоун 45° бұрылысқа жетеді. T+00:01:24 Макс Q Максималды динамикалық қысым ~575 фунт/кв. фут (28 кПа). T+00:02:20 BECO Редстоун қозғалтқышы өшірілді. Қозғалтқышты тоқтату. Жылдамдық 5,200 миль/сағ (2,3 км/с). T+00:02:22 Мұнараны тастау Қашу мұнарасы тасталды, енді қажет емес. T+00:02:24 Ғарыш кемесін бөлу 1 секунд бойы позиградтық қозғалтқыштар жұмыс істейді, бөлінуді қамтамасыз етеді. T+00:02:35 Айналу маневрі Ғарыш кемесі (ASCS автоматты тұрақтандыру және басқару жүйесі) жүйесі ғарыш кемесін 180° бұрады, жылу қалқаны алға қарап орналасады. Мұрын 34° төменге бұрылады, кері ату позициясына келтіріледі. T+00:05:00 Апогей Апогей шамамен 115 миль (185 км) биіктікке жетеді, ұшыру алаңынан 150 миль (241 км) қашықтықта. T+00:05:15 Кері ату Үш кері ату қозғалтқышы әрқайсысы 10 секундтан жұмыс істейді. Олар 5 секунд сайын іске қосылады, атулар бірімен-бірі толысады. Алға жылдамдықтан Дельта V алынады. T+00:05:45 Перископты жинау Перископ қайта кіруге дайындық барысында автоматты түрде жиналады. T+00:06:15 Ретро-жинақты тастау Ретро-жинақ кері атудан бір минут өткен соң тасталды, жылу қалқаны ашық күйде қалады. T+00:06:20 Ретро-бағытты өзгерту маневрі (ASCS) ғарыш кемесін 34° мұрын төмен, 0° еңкейту, 0° рульмен бағыттайды. T+00:07:15 .05 g маневрі (ASCS) қайта кірудің басталғанын анықтайды және ғарыш кемесін 10°/с жылдамдықпен айналдырады, қайта кіру кезінде тұрақтандырады. T+00:09:38 Дрог парашютін ашу Дрог парашюті 22000 фут (6706 м) биіктікте ашылады, түсу жылдамдығын баяулатып, ғарыш кемесін тұрақтандырады. T+00:09:45 Сноркельді ашу 20000 фут (6096 м) биіктікте таза ауа сноркелі ашылады. (ECS) кабинаны салқындату үшін авариялық оттегі режиміне ауысады. T+00:10:15 Негізгі парашютты ашу Негізгі парашют 10000 фут (3048 м) биіктікте ашылады. Түсу жылдамдығы баяулайды. T+00:10:20 Құнсақтау тоқсанын ашу Құнсақтау тоқсаны ашылады, жылу қалқанын 4 футқа (1 м) төмендетеді. T+00:10:20 Отынды төгу Қалған сутек пероксиді отыны автоматты түрде төгіледі. T+00:15:30 Суға қону Ғарыш кемесі ұшыру алаңынан 300 миль (483 км) қашықтықта суға қонады. T+00:15:30 Құтқару құралдарын ашу Құтқару құралдары жиынтығы ашылады. Жиынтыққа жасыл бояу маркері, құтқару радио маяғы және сым антеннасы кіреді.