Первый американский орбитальный полёт Джонна Гленна

Введение

Первый американский орбитальный космический полет

Mercury Atlas 6 (MA 6) был первым пилотируемым американским орбитальным космическим полетом, состоявшимся 20 февраля 1962 года. Полет выполнял астронавт Джон Гленн, а оператором выступало НАСА в рамках проекта "Меркурий". Это был пятый космический полет человека, предшествовавший советским орбитальным полетам "Восток-1" и "Восток-2", а также американским суборбитальным полетам "Меркурий-Редстоун 3" и 4. Космический корабль "Меркурий", получивший название "Дружба-7", был выведен на орбиту ракетой-носителем Atlas LV 3B со стартового комплекса 14 на мысе Канаверал, штат Флорида. После трех оборотов вокруг Земли космический корабль вошел в атмосферу, приводнился в Северной Атлантике и был безопасно поднят на борт спасательного судна "Ноа". Общая продолжительность полета составила 4 часа 55 минут и 23 секунды.

Подготовка

После успешного завершения полета "Меркурий-Атлас 5", на борту которого был шимпанзе Энос, в конце ноября 1961 года, в начале декабря была проведена пресс-конференция. Журналисты спросили Роберта Гилрута из НАСА, кто станет первым американским астронавтом на орбите, пилотируя MA-6. Затем он объявил состав команды для следующих двух миссий "Меркурий". Джон Гленн был выбран основным пилотом для первой миссии (MA 6), а М. Скотт Карпентер – его дублером. Дональд К. Слейтон и Уолтер М. Ширра были назначены пилотом и дублером соответственно для второй миссии, "Меркурий-Атлас 7". Ракета-носитель MA 6, Atlas #109 D, прибыла на мыс Канаверал вечером 30 ноября 1961 года. НАСА планировало запустить MA-6 в 1961 году (в надежде вывести астронавта на орбиту в том же календарном году, что и Советский Союз), но к началу декабря стало ясно, что аппаратное обеспечение миссии не будет готово к запуску до начала 1962 года. Космический корабль "Меркурий" №13 начал собираться на сборочной линии компании McDonnell в Сент-Луисе, штат Миссури, в мае 1960 года. Он был выбран для миссии MA 6 в октябре 1960 года и доставлен на мыс Канаверал 27 августа 1961 года. Космический корабль №13 и Atlas #109 D были установлены на стартовой площадке комплекса 14 2 января 1962 года. Поскольку воздействие орбитального космического полета на человека было неизвестно, за исключением данных, которые держали в секрете советские специалисты, Гленн был подготовлен с бортовым медицинским набором, включающим морфин для обезболивания, мефентермина сульфат для лечения симптомов шока, бензиламина гидрохлорид для борьбы с укачиванием и рацемический амфетамина сульфат – стимулятор. На борту также был размещен комплект для выживания, чтобы помочь Гленну во время ожидания спасения после приводнения, включающий комплекты для опреснения воды, дымовые шашки, сигнальный маячок, сигнальные зеркала, сигнальный свисток, аптечки первой помощи, отпугиватель акул, плот PK 2, аварийный запас продовольствия, спички и радиопередатчик. До полета MA 6 в НАСА не одобряли использование камер астронавтами, опасаясь, что они могут стать ненужным отвлечением. Однако Гленну удалось убедить НАСА разрешить ему взять камеру на миссию, и 35-мм пленочная камера Minolta Hi Matic (которую он приобрел сам в местной аптеке) успешно отправилась на орбиту. Камера была модифицирована для использования в перчатках скафандра, хотя замена пленки в невесомости оказалась сложной задачей, и во время полета Гленн случайно сбил кассету с пленкой, которая уплыла и оказалась за приборной панелью.

After the successful completion of the Mercury Atlas 5 flight that carried Enos, a chimpanzee, in late November 1961, a press conference was held in early December. Reporters asked NASA's Robert Gilruth who would be the first U. S. astronaut in orbit, piloting MA 6. He then announced the team members for the next two Mercury missions. John H. Glenn was selected as prime pilot for the first mission (MA 6), with M. Scott Carpenter as his backup. Donald K. Slayton and Walter M. Schirra were pilot and backup, respectively, for the second mission, Mercury Atlas 7. The MA 6 launch vehicle, Atlas #109 D, arrived at Cape Canaveral the evening of November 30, 1961. NASA had wanted to launch MA 6 in 1961 (hoping to orbit an astronaut in the same calendar year as the Soviets did), but by early December it was apparent that the mission hardware would not be ready for launch until early 1962. Mercury spacecraft #13 began taking form on McDonnell's St. Louis, Missouri assembly line in May 1960. It was chosen for the MA 6 mission in October 1960 and delivered to Cape Canaveral on August 27, 1961. Mercury spacecraft #13 and Atlas #109 D were stacked on the pad at Launch Complex 14 on January 2, 1962. As the effects of orbital space flight on humans were unknown except to the Soviets, who were keeping whatever knowledge they had a secret, Glenn was prepared with an onboard medical kit consisting of morphine for pain relief, mephentermine sulfate to treat any shock symptoms, benzylamine hydrochloride to counter motion sickness and racemic amphetamine sulfate, a stimulant. A survival kit was also placed on board to assist Glenn while waiting for recovery after splashdown, including desalter kits, dye marker, distress signal, signal mirrors, signal whistle, first aid kits, shark chaser, a PK 2 raft, survival rations, matches, and a radio transceiver. Prior to MA 6, there had been a reluctance on the part of NASA to permit the use of cameras by astronauts, as it was feared these might prove an unnecessary distraction. Glenn, however, was successful in persuading NASA that he should be allowed to take one on the mission, and a Minolta Hi Matic 35mm film camera (which he purchased himself at a local drug store) duly made the trip into orbit. This was modified to be used with pressure suit gloves, although changing the film in a weightless environment proved a difficult operation and during the flight Glenn knocked a film canister which then floated away, ending up behind the instrument panel.

Именование

Гленн назвал свою капсулу "Дружба-7", число семь в честь семи первоначальных астронавтов, отобранных для программы "Меркурий". Эта традиция была непреднамеренно начата Аланом Шепардом, предыдущим пилотом "Меркурия", который включил число семь в название "Свобода-7", поскольку его космический корабль был заводской моделью № 7. Другим астронавтам понравилась эта символика, и каждый из них добавлял цифру 7 к названию своего корабля. Название для капсулы было выбрано демократическим путем: Гленн, его жена Энни и их дети участвовали в процессе, консультируясь со словарями и тезаурусом. "Мы рассматривали варианты "Свобода", "Независимость" и многие другие. Чем больше я думал, тем больше склонялся к названию "Дружба". Летая вокруг Земли, над всеми этими странами, именно это послание я хотел передать. В итоге это имя понравилось и детям. Я ими очень гордился", – говорил Джон Гленн.

В 14:47 UTC, после двух часов и 17 минут выдержки и трех часов и 44 минут после того, как Гленн вошел в "Дружбу-7", инженер Т. Дж. О’Мэлли нажал кнопку в стартовом комплексе, запустив космический корабль. О’Мэлли произнес: "Да пребудет с ним Господь", а затем связной капсулы Скотт Карпентер произнес знаменитую фразу: "Удачи, Джон Гленн". Из-за неполадки в радиосвязи Гленн не услышал эту фразу во время старта. При взлете пульс Гленна поднялся до 110 ударов в минуту. Через 30 секунд после старта система наведения, разработанная General Electric Burroughs, зафиксировалась на радиотранспондере на ракете-носителе, чтобы вывести аппарат на орбиту. Когда "Атлас" и "Дружба-7" проходили через точку максимального аэродинамического давления (Max Q), Гленн доложил: "Сейчас начинается область вибрации". После Max Q полет стабилизировался. Через 2 минуты и 14 секунд после старта двигатели первой ступени выключились и отделились. Затем, через 2 минуты и 24 секунды, была сброшена спасательная башня – точно по графику. После сброса башни "Атлас" и корабль еще больше наклонились, позволив Гленну впервые увидеть горизонт. Он описал вид как "прекрасное зрелище, вид на восток, над Атлантическим океаном". Вибрация усилилась по мере расходования последних запасов топлива. Работа двигателя первой ступени была почти безупречной на протяжении всего активного участка полета. При выключении двигателей второй ступени было установлено, что "Атлас" разогнал капсулу до скорости, лишь немного ниже номинальной. В 14:52 UTC "Дружба-7" вышла на орбиту. Гленн получил сообщение о том, что "Атлас" вывел "МА-6" на траекторию, которая позволит оставаться на орбите не менее семи оборотов. Тем временем компьютеры в Центре космических полетов Годдарда в Мэриленде показали, что орбитальные параметры "МА-6" достаточно хороши для почти 100 оборотов.

Первая орбита

Когда позиционные ракеты сработали и отделили капсулу от ракеты-носителя, пятисекундная операция демпфирования началась с опозданием в два с половиной секунды. Это вызвало значительную ошибку в рыскании, когда капсула начала разворот. Автоматическая система управления ориентацией потребовала 38 секунд, чтобы установить "Дружбу-7" в правильное орбитальное положение. На маневр разворота было израсходовано топлива из общего запаса: для автоматической и для ручной системы управления. Космический корабль затем стабилизировался на орбите со скоростью, и было замечено, что "Сегмент 51", датчик, предоставляющий данные о системе посадки корабля, выдавал странные показания. Согласно показаниям, тепловой щит и посадочный мешок больше не были зафиксированы в рабочем положении. В этом случае тепловой щит удерживался у корабля только ремнями ретро-пакета. Центр управления "Меркурий" приказал всем следящим станциям внимательно отслеживать показания "Сегмента 51" и сообщить Гленну, что выключатель развертывания посадочного мешка должен быть в положении "выключено". Гленн сразу не понял, в чем проблема, но насторожился, когда станция за станцией просила его убедиться, что выключатель развертывания посадочного мешка выключен. Тем временем "Дружба-7" во второй раз пересекала Атлантический океан. Гленн был занят ручным поддержанием правильной ориентации корабля и старался выполнить как можно больше задач по плану полета. Пролетая над Канарскими островами, Гленн заметил, что "огоньки" за бортом не имели отношения к выбросам из двигателей реактивной системы управления. Температура в его скафандре казалась слишком высокой, но у него не было времени ее регулировать. На станциях Кано (Нигерия) и Занзибар внезапно обнаружили снижение вторичного запаса кислорода на 12%. Во время второго прохода над Индийским океаном Гленн обнаружил, что судно слежения находится в штормовую погоду. Станция слежения планировала запустить воздушные шары для экспериментального наблюдения, но вместо этого корабль выпустил осветительные парашютные ракеты, когда "Дружба-7" пролетала над ним. Гленн смог наблюдать вспышки молний во время шторма в этом районе, но не увидел самих ракет. Температура в скафандре Гленна была слишком высокой, и так продолжалось с момента прохождения над Канарскими островами в начале второй орбиты. Пересекая Индийский океан, он попытался отрегулировать температуру скафандра. При приближении к Вумера (Австралия) загорелся предупреждающий сигнал о повышенной влажности в кабине. На протяжении всего остального полета Гленну приходилось тщательно балансировать между охлаждением скафандра и влажностью в кабине. Все еще находясь над Австралией, загорелся еще один предупреждающий сигнал, указывающий на то, что запас топлива для автоматической системы управления снизился до 62%. Центр управления "Меркурий" рекомендовал Гленну позволить кораблю немного отклониться от заданной ориентации, чтобы сэкономить топливо. Больше проблем у "Дружбы-7" во время остальной части второй орбиты не возникло. Гленн продолжал вручную контролировать ориентацию корабля, не допуская значительного отклонения. В результате он израсходовал больше топлива, чем потребовала бы исправная автоматическая система. Расход топлива составил из автоматического бака и из ручного бака во время второй орбиты. Это составило почти 30% от общего запаса топлива.

When the posigrade rockets fired and separated the capsule from the booster, the five second rate damping operation started two and a half seconds late. This caused a substantial roll error as the capsule began its turnaround. The automatic attitude control system took 38 seconds to place Friendship 7 into its proper orbital attitude. The turnaround maneuver used of fuel from a total supply of : for automatic and for manual control system. The spacecraft then settled into orbital flight with a velocity of noticed that "Segment 51", a sensor providing data on the spacecraft landing system, was giving a strange reading. According to the reading, the heat shield and landing bag were no longer locked in position. If this were the case, the heat shield was only being held against the spacecraft by the straps of the retro package. Mercury Control ordered all tracking sites to monitor "Segment 51" closely and advise Glenn that the landing bag deploy switch should be in the "off" position. Glenn was not immediately aware of the problem, but he became suspicious when site after site asked him to make sure that the landing bag deploy switch was off. Meanwhile, Friendship 7 was crossing the Atlantic for the second time. Glenn was busy manually keeping the spacecraft attitude correct and also trying to accomplish as many of the flight plan tasks as he could. Crossing over the Canary Islands, Glenn observed that the "fireflies" outside the spacecraft had no connection with gas from the reaction control jets. His suit temperature felt too warm, but he did not take time to adjust it. The Kano, Nigeria and Zanzibar sites suddenly noticed a 12 percent drop in the spacecraft secondary oxygen supply. During his second pass over the Indian Ocean, Glenn found that the Indian Ocean tracking ship was in heavy weather. The tracking station had planned to release balloons for a pilot observation experiment, but instead the ship fired star shell parachute flares as Friendship 7 passed overhead. Glenn was able to observe the flashes of lightning from storms in the area but was unable to see the flares. The temperature in Glenn's spacesuit was too warm. It had been since he passed over the Canary Islands, earlier in the second orbit. As he crossed the Indian Ocean, he tried to adjust the suit temperature. As he approached Woomera, Australia, a signal light came on warning him of excess cabin humidity. For the rest of the flight, Glenn had to carefully balance suit cooling against the cabin humidity. While he was still over Australia, another warning light came on, indicating that the fuel supply for the automatic control system was down to 62%. Mercury Control recommended that Glenn let the spacecraft attitude drift to conserve fuel. There were no more problems for Friendship 7 during the remainder of the second orbit. Glenn continued to manually control the spacecraft attitude, not allowing it to drift too far out of alignment. In doing so, he consumed more fuel than a functioning automatic system would have used. Fuel consumption was from the automatic tank and from the manual tank during the second orbit. This amounted to almost 30% of the total fuel supply.

Третья орбита

На третьей орбите "Дружбы-7" судно слежения в Индийском океане не предпринимало попыток запуска каких-либо объектов для экспериментов по наблюдению за поверхностью, так как облачность оставалась слишком плотной. Когда космический корабль в третий раз пролетал над Австралией, Гленн пошутил с Купером на станции слежения Мучеа. Гленн попросил Купера сообщить генералу Шоупу, командующему Корпусом морской пехоты, что трех орбит достаточно для выполнения минимального месячного требования в четыре часа налета. Он также попросил оформить документы, подтверждающие его право на регулярную летную оплату.

Возвращение

Во время орбиты Гленна, центр управления "Меркурий" следил за проблемой с "Сегментом 51". Гавайская станция слежения попросила Гленна перевести выключатель раскрытия посадочного устройства в автоматическое положение. Если загорелся бы индикатор, вхождение в атмосферу следовало осуществлять с сохранением тормозного пакета. Учитывая предыдущие вопросы относительно выключателя посадочного устройства, Гленн понял, что контролеры, вероятно, обнаружили возможную проблему с неплотно прилегающим тепловым щитом. Тест был проведен, но индикатор не загорелся. Гленн также доложил об отсутствии ударов во время маневров космического корабля, перечив директору полетов Крису Крафту. Вальтер Ширра, калифорнийский связной в Пойнт-Аргуэлло, передал Гленну инструкции: тормозной пакет следовало удерживать до тех пор, пока космический корабль не окажется над станцией слежения в Техасе. После завершения миссии проблема с предупреждающим индикатором "Сегмента 51" была определена как неисправный датчик-выключатель, что означало, что тепловой щит и посадочное устройство были надежно закреплены во время спуска.

"Четвертая орбита"

После возвращения "Дружбы-7" НАСА объявило 19 апреля 1962 года, что космический корабль будет передан в распоряжение Агентства США по информации для мирового турне. Тур включал более 20 остановок и стал известен как "Четвертый виток "Дружбы-7"".