Полёт Сигма-7: Пятый пилотируемый полёт программы «Меркурий»

Введение

Космический корабль NASA Mercury Atlas 8 (MA 8) был пятой пилотируемой космической миссией США, частью программы NASA Mercury. Астронавт Уолтер М. Ширра-младший совершил шесть оборотов вокруг Земли на космическом корабле "Сигма-7" 3 октября 1962 года, в ходе девятичасового полёта, который был сосредоточен главным образом на технической оценке, а не на научных экспериментах. Это был самый продолжительный пилотируемый орбитальный полёт, осуществлённый США в космической гонке, хотя и значительно уступал многодневным рекордам, установленным советским "Востоком-3" ранее в этом году. Миссия подтвердила надёжность космического корабля "Меркурий" перед однодневной миссией Mercury Atlas 9, последовавшей за ней в 1963 году. Планирование третьей орбитальной миссии США началось в феврале 1962 года с целью совершения шести или семи оборотов вокруг Земли, чтобы развить успех предыдущих трёх орбитальных миссий. NASA официально объявила о миссии 27 июня, а план полёта был окончательно утверждён в конце июля. Миссия была ориентирована на инженерные испытания, а не на научные эксперименты. Запуск, наконец, состоялся утром 3 октября, после двухнедельной отсрочки, вызванной проблемами с разгонным блоком Atlas. Серия незначительных проблем с разгонным блоком во время запуска и неисправность регулятора температуры в скафандре Ширры были единственными техническими неполадками, отмеченными во время полёта. Космический корабль находился на орбите в автоматическом и пассивном режимах в течение продолжительного времени, пока пилот наблюдал за его работой и проводил некоторые незначительные научные эксперименты. После шести оборотов капсула совершила посадку в Тихом океане в полумиле от судна обеспечения, и была поднята на борт для высадки Ширры. Научные результаты миссии оказались смешанными. Астронавт вернулся здоровым после девяти часов пребывания в условиях низкой гравитации. Наблюдение за поверхностью Земли оказалось неэффективным из-за сильной облачности и некачественной фотосъёмки. Общественная и политическая реакция была сдержанной по сравнению с предыдущими миссиями, поскольку Кубинский ракетный кризис вскоре затмил космическую гонку в новостях. Миссия стала техническим успехом: все инженерные задачи были выполнены без серьёзных сбоев, а космический корабль использовал даже меньше топлива, чем ожидалось. Это подтвердило возможности космического корабля "Меркурий" и позволило NASA уверенно планировать полёт MA 9, который изначально был одной из целей программы "Меркурий".

Manned NASA spacecraft

Mercury Atlas 8 (MA 8) was the fifth United States crewed space mission, part of NASA's Mercury program. Astronaut Walter M. Schirra Jr., orbited the Earth six times in the Sigma 7 spacecraft on October 3, 1962, in a nine hour flight focused mainly on technical evaluation rather than on scientific experimentation. This was the longest U. S. crewed orbital flight yet achieved in the Space Race, though well behind the several day record set by the Soviet Vostok 3 earlier in the year. It confirmed the Mercury spacecraft's durability ahead of the one day Mercury Atlas 9 mission that followed in 1963. Planning began for the third U. S. orbital mission in February 1962, aiming for a six or seven orbit flight to build on the previous three orbit missions. NASA officially announced the mission on June 27, and the flight plan was finalized in late July. The mission focused on engineering tests rather than on scientific experimentation. The mission finally launched on the morning of October 3, having been delayed two weeks because of problems with the Atlas booster. A series of minor booster problems during launch and a faulty temperature controller in Schirra's pressure suit were the only technical problems noted during the flight. The spacecraft orbited in both automated and passive flight modes for prolonged periods while the pilot monitored it and carried out some minor scientific experiments. After six orbits, the capsule landed in the Pacific Ocean half a mile from the recovery carrier, and was hoisted aboard for Schirra to disembark. The scientific results of the mission were mixed. The astronaut returned healthy after nine hours of confinement in a low gravity environment. Observation of the Earth's surface proved unproductive, however, because of heavy cloud cover and bad photographic exposures. The public and political reaction was muted compared with that of earlier missions, as the Cuban Missile Crisis soon eclipsed the Space Race in the news. The mission was a technical success: all the engineering objectives were completed without significant malfunctions, and the spacecraft used even less fuel than expected. This confirmed the capabilities of the Mercury spacecraft and allowed NASA to plan with confidence for a day long flight, MA 9, which had been an early goal of the Mercury program.

Предыстория

К 1962 году и Соединенные Штаты, и Советский Союз совершили по два одиночных космических полета в рамках космической гонки. Однако широко распространилось мнение, что Соединенные Штаты отстают; обе их миссии были суборбитальными и длились всего несколько минут. Советские миссии обе вышли на орбиту Земли, а вторая, "Восток-2", оставалась на орбите полный день. Ожидалось, что с помощью новой мощной ракеты-носителя Atlas предстоящие орбитальные миссии "Меркурий" сократят отставание между двумя странами. НАСА объявило о первых двух орбитальных миссиях в конце ноября 1961 года, вскоре после испытательного полета Mercury Atlas 5 (MA 5), который доставил шимпанзе и дважды облетел Землю. MA 6 планировался как первый орбитальный полет, с Джоном Гленном в качестве основного экипажа и Скотом Карпентером в качестве дублера. Следующая миссия, MA 7, должна была быть выполнена Деком Слейтоном, а Уолли Ширра – его дублером. В феврале 1962 года началось предварительное планирование третьей орбитальной миссии MA 8, с целью совершить "шесть или семь" орбит в качестве промежуточного этапа к длительному полету на 18 орбит. Решение перейти к шести орбитам вместо семи было обусловлено правилами миссии, касающимися операций по эвакуации в нештатных ситуациях; для седьмой орбиты потребовались бы значительные дополнительные силы для обеспечения возможности достижения капсулы в любой точке ее траектории в течение восемнадцати часов. Профиль из шести орбит также повлиял на планы по спасению; оптимальная точка спасения была перенесена в Тихий океан вместо Атлантического. 15 марта 1962 года НАСА объявило, что Слейтон по состоянию здоровья не пригоден к полетам и будет заменен Скотом Карпентером в качестве основного экипажа для миссии MA 7. Решение заменить его Карпентером, а не его официальным дублером Ширрой, было оправдано большим объемом тренировок, которые Карпентер успел пройти, готовясь к долго откладываемой миссии MA 6. После успешного завершения миссий MA 6 и MA 7, обе из которых совершили по три орбиты, усилилось давление с целью выполнения более продолжительного полета. 27 июня 1962 года НАСА впервые объявило о своем плане предстоящей миссии MA 8, которая продлится "до шести" орбит. Ширра был назначен командиром экипажа MA 8, а Гордон Купер – его дублером, повторяя схему "дублер – пилот", использованную в двух предыдущих миссиях. Эта схема повторилась для MA 9, пилотируемого Купером, и запланированной, но отмененной MA 10, которую должен был пилотировать дублер Купера, Алан Шепард. К моменту посадки MA 7 Советский Союз не совершил никаких новых полетов, что выровняло положение обеих сторон в космической гонке – по два орбитальных полета на каждую. Хотя советские космонавты летали дольше, программа "Меркурий" набирала обороты, в настоящее время планировалась миссия на шесть орбит, и в прессе появились спекуляции о однодневной миссии. Однако в середине августа Советский Союз запустил две орбитальные миссии, "Восток-3" и "Восток-4", в течение одного дня друг за другом. Корабли находились на пересекающихся орбитах, но, несмотря на многочисленные предположения, не предпринимали попыток сближения; они выполнили миссии на 64 и 48 орбит соответственно, что составило чуть менее четырех и трех дней, и приземлились с разницей в несколько минут 15 августа. Это значительно превосходило все, что планировалось для "Меркурия", и НАСА быстро рассмотрело возможность модификации капсулы для обеспечения активного маневрирования и возможности сближения, используя технологии, разрабатываемые для программы "Gemini". Однако, после изучения временных и безопасных последствий этого предложения, было решено отказаться от этой идеи и продолжить запланированную миссию на шесть орбит.

By 1962, both the United States and the Soviet Union had flown two solo spaceflights in the Space Race. There was a widespread perception, however, that the United States was falling behind; its two missions had been suborbital and had lasted only a few minutes. The Soviet missions had both orbited the Earth, and the second, Vostok 2, had remained in orbit for a full day. Using the new high powered Atlas booster, the coming orbital Mercury missions were expected to reduce the gap between the two countries. NASA announced the first two orbital missions at the end of November 1961, shortly after the Mercury Atlas 5 (MA 5) test flight, which had carried a chimpanzee and twice orbited the Earth. MA 6 was planned as the first orbital flight, with John Glenn as the primary crew and Scott Carpenter as his backup. The follow up mission, MA 7, was to be crewed by Deke Slayton, with Wally Schirra as his backup. In February 1962, the first draft planning began for MA 8, the third orbital mission, with a goal of "six or seven" orbits, as an intermediate step towards a day long 18 orbit flight. The decision to move to six orbits rather than seven was driven by the mission rules on contingency recovery operations; a seventh orbit would have required significant additional recovery forces to be able to reach the capsule anywhere on its trajectory within eighteen hours. The six orbit profile had other effects on the recovery plans; the optimum recovery point was moved to the Pacific Ocean, rather than the Atlantic. On March 15, 1962, NASA announced that Slayton was medically unfit and would be replaced by Scott Carpenter as the prime crew for the MA 7 mission. The decision to replace him with Carpenter, rather than his official backup Schirra, was justified by the large amount of training Carpenter had managed while preparing for the long delayed MA 6 mission. After the success of the MA 6 and MA 7 missions, both of three orbits, pressure began to mount to fly an extended mission. On June 27, 1962, NASA first announced its plan for the upcoming MA 8 mission, which would last for "as many as six" orbits. Schirra was named as the prime crew for MA 8, with Gordon Cooper as his backup, repeating the backup one fly one pattern set by the previous two missions. The pattern would be repeated for MA 9, flown by Cooper, and the planned but cancelled MA 10, which would have been flown by Cooper's backup, Alan Shepard. The Soviet Union had not flown any further flights by the time MA 7 landed, putting both sides of the Space Race even at two orbital flights each. While the Soviets had flown for longer, the Mercury program was gaining momentum, with a six orbit mission currently planned and press speculation about a one day mission. However, in mid August, the Soviet Union launched two orbital missions, Vostok 3 and Vostok 4, within a day of each other. The two craft were in intersecting orbits, but despite much speculation did not attempt to rendezvous; they completed missions of 64 and 48 orbits respectively, just under four and three days, landing within a few minutes of each other on August 15. This was far ahead of anything currently planned for Mercury, and NASA quickly considered the prospect of modifying a capsule to have an active manoeuvring and rendezvous capability, using technology being developed for the Gemini program. However, after examining the time and safety implications of this proposal, it was decided to abandon the idea and continue with the planned six orbit mission.

Цели миссии

Первоначальный план полета MA 8 был выпущен 27 июля; хотя он был незначительно пересмотрен в августе и сентябре, он оставался в целом неизменным до запуска. Это было улучшением по сравнению с ситуацией с MA 7, который подвергался частым и масштабным изменениям, что затрудняло эффективную подготовку пилота. Целью полета была инженерно-ориентированная миссия, сосредоточенная на функционировании космического аппарата, а не на научных экспериментах, чтобы подготовить почву для будущей длительной миссии. Задачи миссии включали оценку работы космического аппарата в течение шести орбит, а также влияние продолжительной невесомости на пилота. Также планировалась оценка и испытание систем космического аппарата, а также проверка глобальной сети слежения и связи на предмет ее работоспособности в условиях длительной миссии. Эксперименты по управлению полетом включали ручной разворот космического аппарата, маневры рыскания и тангажа для определения простоты управления ориентацией космического аппарата, перекалибровку бортовых гироскопов в полете и предоставление космическому аппарату возможности свободно дрейфовать на орбите. Было запланировано четыре научных эксперимента, не связанные с инженерными задачами, два из которых требовали активного участия астронавта, а два были полностью пассивными. Первый заключался в том, что астронавт наблюдал за четырьмя мощными вспышками, пролетая над Вумера (Австралия), и за ксеноновой дуговой лампой, пролетая над Дурбаном (Южная Африка). Второй включал два набора фотографий, сделанных с помощью 70-мм камеры Hasselblad, а также обычные цветные фотографии Земли с орбиты. Фотографии должны были быть сделаны через набор цветных фильтров, предоставленных Службой погоды США. Последние предназначались для калибровки спектральной отражательной способности облаков и земной поверхности, что, в свою очередь, должно было улучшить камеры на будущих метеорологических спутниках. Пассивные экспериментальные комплекты состояли из двух наборов радиационно-чувствительной фотопленки из Центра космических полетов Годдарда и Школы авиационной медицины ВМС США, а также набора из восьми различных экспериментальных абляционных материалов, прикрепленных к внешней стороне космического аппарата для проверки их характеристик при повторном входе в атмосферу.

The original MA 8 flight plan was issued on July 27; although it was revised slightly in August and September, it remained broadly unchanged until launch. This was an improvement on the situation with MA 7, which had had frequent and extensive alterations, making it difficult for the pilot to train efficiently. The aim was for the flight to be an engineering oriented mission, focusing on the operation of the spacecraft rather than on scientific experimentation, to help pave the way for a future long duration mission. The mission objectives involved evaluating the performance of the spacecraft over six orbits, as well as the effect of prolonged microgravity on the pilot. The specific spacecraft systems would also be evaluated and tested, and the worldwide tracking and communications network would be tested to see how well it would stand up in an extended mission. The flight control experiments included manually turning the spacecraft around, yaw and pitch manoeuvres to determine how easy it was to control the spacecraft attitude, realignment of the onboard gyroscopes in flight, and leaving the spacecraft to drift on orbit. Four non engineering scientific experiments were planned, two requiring the active involvement of the astronaut and two completely passive. The first involved the astronaut watching for four high powered flares while passing over Woomera, Australia, and for a xenon arc lamp while passing over Durban, South Africa. The second involved two sets of photographs to be taken using a 70mm Hasselblad camera as well as conventional color photographs of the Earth from orbit. Focusing on geological features and cloud patterns, photographs were to be taken through a set of colored filters provided by the U. S. Weather Bureau. The latter were intended to help calibrate the spectral reflectivity of clouds and surface features, which in turn would help improve the cameras on future weather satellites. The passive experimentation packages were two sets of radiation sensitive photographic films, from the Goddard Space Flight Center and the U. S. Navy School of Aviation Medicine, and a set of eight different experimental ablative materials attached to the outside of the spacecraft to test their performance during re entry.

Именование

Для своего космического корабля Ширра изначально склонялся к названию «Феникс», а его жена поддерживала название «Пионер». В итоге он назвал аппарат «Сигма 7», потому что, как математический символ суммирования, это имя отражало, что «полёт был результатом усилий и энергии множества людей». Цифра семь, добавленная в конце, была посвящена семи первым астронавтам, отобранным для программы «Меркурий» – традиция, невольно начатая Аланом Шепардом, предыдущим пилотом «Меркурия», который включил цифру семь в название «Свобода 7», так как его корабль был заводской моделью № 7. Другим астронавтам понравилась эта символика, и они тоже добавили цифру 7 к названиям своих кораблей.

Модификации космических аппаратов

Космический корабль и ракета-носитель были почти идентичны тем, что использовались на двух предыдущих орбитальных полетах "Меркурия". С космического корабля были сняты теплозащитные покрытия с двигателей ретроракет для снижения веса, и была добавлена гидроакустическая бомба SOFAR. Она должна была быть выброшена одновременно с раскрытием основного парашюта и помогала спасательным командам найти космический корабль после посадки. В систему управления реакцией было внесено несколько изменений, а также модернизировано оборудование связи. Ракета-носитель "Atlas" (Vehicle 113D) была модифицирована по сравнению с предыдущим полетом и теперь включала в себя дефлекторные топливные форсунки и новый гиперголический воспламенитель топлива вместо оригинального пиротехнического. Это позволило устранить проблемы с неустойчивостью горения и освободить ракету-носитель сразу после достижения полной тяги, а не удерживать её на стартовой площадке в течение нескольких секунд. Подготовка аппарата к полету столкнулась со значительными задержками. Предполагалось, что он будет отправлен на мыс Канаверал в июле, но после провала комплексных заводских испытаний на предприятии Convair запланированная доставка "Atlas" была отложена на месяц.

Подготовка к миссии

Капсула, построенная для этой миссии, космический корабль Mercury No. 16, была доставлена на мыс Канаверал 16 января 1962 года. Ракета-носитель Atlas LV 3B, назначенная для миссии, No. 113 D, была принята НАСА на заводе Convair 27 июля и доставлена 8 августа. После задержки прибытия ракеты-носителя на мыс, ВВС сообщили, что два недавних статических огневых испытания двигателей MA 3 привели к отказам турбонасосов, а взрыв Atlas 11F через секунду после старта в апреле был связан с неисправностью турбонасоса-поддержателя. Все эти отказы произошли во время перемещения клапана поддержания HS в открытое положение и при испытании непроверенных модификаций оборудования. ВВС рекомендовали НАСА провести статическое огневое испытание 113D для большей надежности. 6 сентября испытания были запланированы до 24 сентября, что позволяло осуществить запуск 3 октября. Статическое испытание на стартовой площадке подвергло бы турбонасос-поддержатель риску отказа. Тем временем, утечка топлива, вызванная дефектной сваркой в трубопроводе, привела к дальнейшим задержкам. Статическое испытание было проведено 8 сентября, и 18 сентября был получен отчет о готовности к сборке. 24 сентября Совет по безопасности полетов собрался для анализа пятнадцати запусков Atlas после полета Карпентера, включая три неудачи. Atlas 67E вышел из строя из-за случайного дефекта контроля качества, который можно было бы избежать благодаря строго контролируемой программе Mercury, а Atlas 145D отправил Mariner 1 в Атлантический океан из-за проблемы с системой наведения, которая не представляла интереса для Mercury, поскольку его ракеты-носители использовали другую модель системы наведения. Atlas 57F отклонился от курса и был уничтожен действиями группы безопасности полетов, но более чем через месяц ВВС так и не объявили причину отказа. Выражались опасения, что радиационный пояс, образованный на орбите в результате недавних ядерных испытаний операции Dominic, может быть опасен для пилотируемых космических миссий, но обширное исследование, опубликованное в начале сентября, подтвердило безопасность полета. Хотя ожидалось, что внешняя поверхность капсулы получит дозу около 500 рентген, исследование показало, что защита и конструкция космического корабля снизят ее до примерно 8 рентген, которые получит астронавт, что находится в пределах установленных допустимых пределов. Ширра начал подготовку к миссии в начале июля, проведя 29 часов в тренажерах и 31 час в самом космическом корабле. Это включало в себя многочисленные системные тесты и три имитированных полета, кульминацией которых стал шести с половиной часовой имитированный полет 29 сентября, когда космический корабль и ракета-носитель были полностью соединены на стартовой площадке. Значимыми событиями в период подготовки стал визит президента Джона Ф. Кеннеди 11 сентября. 1 октября было объявлено, что миссия готова к запуску – "за исключением погоды". Основной проблемой с погодой был крупный тропический шторм в Атлантике, хотя также были опасения по поводу серии тайфунов в Тихом океане, которые могли создать проблемы для поисково-спасательных операций. Вечером 2 октября было принято решение о запуске следующим утром.

The capsule built for the mission, Mercury Spacecraft No. 16, had been delivered to Cape Canaveral on January 16, 1962. The Atlas LV 3B booster assigned to the mission, No. 113 D, was accepted by NASA at the Convair plant on July 27 and delivered on August 8. After the delayed arrival of the booster at the Cape, the Air Force then revealed that two recent static firings of MA 3 engines had suffered turbopump failures, and that the explosion of Atlas 11F one second after liftoff in April had been traced to a malfunction of the sustainer turbopump. All of these failures had occurred while the sustainer HS valve was moving to the open position and while running untested hardware modifications. The Air Force recommended that NASA conduct a static firing test of 113D just to be on the safe side. On September 6, the tests were scheduled to continue until September 24, which allowed for a probable launch on October 3. A static firing test on the pad would expose the sustainer turbopump to the failure mode in question. In the meantime, a fuel leak caused by a faulty weld in a piece of plumbing caused further delays. The static firing test was carried out on September 8 and the booster reported as ready for assembly on September 18. The Flight Safety Review Board met on September 24 to go over the fifteen Atlas launches since Carpenter's flight, which included three failures. Atlas 67E malfunctioned due to a random quality control fault that would be avoided with the tightly managed Mercury program, and Atlas 145D had sent Mariner 1 into the Atlantic Ocean thanks to a guidance system problem, which was of no concern to Mercury as its boosters used a different model of guidance system. Atlas 57F went off course and was destroyed by RSO action, but more than a month later, the Air Force had not yet announced any cause of the failure. Concerns had been raised that the radiation belt produced in orbit by the recent Operation Dominic nuclear tests would be dangerous to crewed space missions, but an extensive study announced in early September declared that it was safe to fly. While the outside of the capsule was expected to receive a dosage of around 500 röntgens, the study concluded that shielding and the effect of the spacecraft structure would reduce this to around 8 röntgens experienced by the astronaut, well within established tolerance limits. Schirra began training for the mission in early July, logging 29 hours in simulators as well as 31 hours in the spacecraft itself. This included multiple systems tests and three simulated flights, culminating in a six and a half hour simulated flight on September 29, with the spacecraft and booster fully stacked on the pad. Highlights of the training period included a visit from President John F. Kennedy on September 11. The mission was reported as ready to go—"except for the weather"—on October 1. The major concern with the weather was a major tropical storm in the Atlantic, though there were also worries over a series of typhoons in the Pacific which could pose a problem for recovery operations. On the evening of October 2, the decision was taken to launch the next morning.

Запуск

Ширра был разбужен в 1:40 утра по восточному времени 3 октября, и после плотного завтрака, включавшего голубика, которого он поймал накануне, и короткого медицинского осмотра, он отправился на стартовую площадку около 4 часов утра. Он вошел в космический корабль в 4:41 утра по восточному времени, где обнаружил сэндвич со стейком, оставленный для него в 'бардачке', и начал предстартовые проверки. Обратный отсчет запуска проходил по плану до 6:15, когда была сделана 15-минутная пауза, чтобы дать станции слежения на Канарских островах время на ремонт радара. Обратный отсчет возобновился в 6:30 и продолжился до запуска ускорителей без дальнейших задержек. Взлет прошел плавно, но во время старта произошел кратковременный рывок по часовой стрелке, достигший 7,83° в секунду и приблизившийся к 80% от порогового значения, необходимого для активации системы аварийного прекращения полета ASIS. Позже это было определено как следствие незначительной разбалансировки основных двигателей, и стабилизировано с помощью корректирующих двигателей ускорителя. Тяга двигателя-поддержки во время запуска была немного ниже нормы, а расход топлива выше обычного из-за подозреваемой утечки в топливной системе двигателя-поддержки. Примерно через три с половиной минуты после начала полета, Дек Слейтон, оператор связи с капсулой, спросил Ширру: "Ты сегодня черепаха?". Ширра, невозмутимый, объявил, что переключается на бортовой диктофон (вместо радиоканала связи), чтобы оставить свой ответ; в протоколе связи с миссией это было отмечено как "[правильный ответ записан]". "Клуб черепах" был распространенной шуткой среди астронавтов; на этот вопрос правильным ответом было "Да ты что, сомневаешься!", а отказ назвать пароль карался угощением напитками. Позже Ширра отметил, что "не был готов, чтобы весь мир это услышал", и решил использовать бортовой диктофон, чтобы не произносить ответ в эфире. Поскольку "Атлас" летел по слегка завышенной траектории, двигатели ускорителя выключились на 2 секунды раньше, чем планировалось, но двигатель-поддержка работал примерно на 10 секунд дольше, чем предполагалось, что дало дополнительную скорость и вывело космический корабль на немного более высокую орбиту, чем планировалось.

Schirra was awakened at 1:40 am ET on the morning of October 3, and after a hearty breakfast—including a bluefish he had speared the day before—and a brief physical he left for the launchpad at around 4 am. He entered the spacecraft at 4:41 am ET, where he found a steak sandwich left for him in the 'glove compartment', and began the pre launch checks. The launch countdown proceeded as planned until 6:15, when there was a 15 minute hold to allow the Canary Islands tracking station to repair a radar set. The countdown resumed at 6:30 and proceeded to booster ignition with no further delays. Liftoff proceeded smoothly, but there was a momentary clockwise roll transient at liftoff, which reached 7.83° per second and approached 80% of the required threshold to trigger the ASIS abort system. This was later identified as being due to a slight misalignment of the main engines and was kept under control by the booster's vernier thrusters. Sustainer engine thrust during the launch was slightly below normal and fuel consumption higher than normal due to a suspected leak in the sustainer fuel system. Around three and a half minutes into the flight, Deke Slayton, the capsule communicator, cut in to ask Schirra "Are you a turtle today?" Schirra, unfazed, announced that he was switching to the on board voice recorder (rather than the broadcast radio circuit) to leave his answer; the mission communications transcript noted this as "[correct answer recorded]". The "turtle club" was a recurrent joke among the astronaut corps; on being challenged with this question, the correct response was "you bet your sweet ass I am", with a failure to give the password being punishable by buying a round of drinks. Schirra noted later that he "wasn't ready for all the world to hear it", and chose to use the on board recorder to avoid saying the answer over the air. Because the Atlas was flying on a slightly lofted trajectory, the booster engines cut off 2 seconds earlier than planned, but the sustainer engine burned for about 10 seconds longer than intended, giving an extra of velocity and putting the spacecraft in a slightly higher orbit than planned.

Орбитальная деятельность

После отделения от ракеты-носителя "Атлас", Ширра стабилизировал космический аппарат и медленно перешел в правильную ориентацию; он намеренно замедлил это движение, чтобы сэкономить топливо, и смог позиционировать капсулу, используя полпроцента оставшегося топлива. Пересекая восточное побережье Африки, он начал чувствовать перегрев; эта проблема также была заметна наземным контролерам, которые спорили с врачом полетной службы о том, безопасно ли продолжать полет или миссию следует завершить после первого витка. Директор полетов Кристофер Крафт последовал совету врача и решил посмотреть, стабилизируется ли ситуация, дав разрешение на второй виток. Со временем Ширра стабилизировал проблему, медленно поворачивая регулятор охлаждения скафандра на максимум; он сравнил ощущение жара с "косьбой травы в Техасе". Над Австралией Ширра наблюдал за сигнальной ракетой, запущенной с земли, но ее скрыли облака; однако он увидел молнии и огни Брисбена. Во время ночного пролета над Тихим океаном он протестировал бортовой перископ, но пользоваться им было сложно, и он быстро закрыл его, как только взошло солнце. Пролетая над Мексикой, он доложил, что находится в "конфигурации шимпанзе", то есть капсула полностью управляется автоматически, без участия пилота. Начав второй виток, он начал испытывать маневр рыскания, используя Землю, видимую через главное окно, в качестве ориентира, а не спорный перископ. На третьем витке Ширра отключил гироскопы космического аппарата, выключил часть электропитания и позволил капсуле свободно дрейфовать. Он воспользовался этим спокойным временем, чтобы проверить свою пространственную ориентацию и моторику, которые, как он обнаружил, в целом не пострадали от невесомости, и перекусить. Он снова включил питание космического корабля над Индийским океаном и продолжил полет над Тихим океаном. На Гавайях ему дали разрешение на выполнение полной шестиорбитальной миссии, и, пересекая Калифорнию, он отключил электропитание для второго периода свободного полета, во время которого занимался фотографированием с помощью бортовой камеры. На четвертом витке, дрейфуя в перевернутом космическом корабле с Землей "внизу", Ширра продолжил фотографирование и безуспешно попытался обнаружить спутник Echo 1, пролетая над Восточной Африкой. При приближении к Калифорнии он коротко поговорил с Джоном Гленном в двухминутной беседе, которая транслировалась в прямом эфире по радио и телевидению по всей Америке. Проблемы со скафандром возобновились: на лицевом щитке конденсировалась вода. Ширра, обеспокоенный внутренней температурой, избегал открывать забрало, чтобы очистить его, опасаясь, что температура в скафандре снова выйдет из-под контроля. К пятому витку Ширра начал расслабляться, отметив, что это был первый отдых с декабря 1961 года. Он использовал небольшое эластичное устройство для упражнений, чтобы немного размяться, а затем перешел на ручное управление ориентацией, где сообщил о резком рывке и высоком расходе топлива. Над Атлантикой он вернулся к наблюдению и фотографированию. Из-за облачности он не смог обнаружить запланированный мощный прожектор возле Дурбана в Южной Африке, но увидел ярко освещенный город Порт-Элизабет. Над Филиппинами он доложил о запасах топлива; после четырех с половиной из шести запланированных витков в рулевых и автоматических баках оставалось еще восемьдесят процентов топлива. Пролетая над Кито, Эквадор, в конце пятого витка, Ширру спросили, есть ли у него сообщение для "ребят внизу на испанском языке", и он прокомментировал, какой красивой показалась ему страна с орбиты, закончив веселым "Buenos Dias, y'all!". Позже Ширра отметил, что в этот момент он был "в ярости" – он готовился к возвращению и не хотел отвлекаться на публичные заявления. Шестой виток был посвящен подготовке к возвращению, хотя Ширра успел сделать последнюю серию фотографий Южной Америки и провести еще один тест пространственной ориентации. Он активировал тормозные двигатели, пролетая над западной частью Тихого океана, и включил первый из них через 8 минут 52 секунды после начала миссии. Система автоматического управления удерживала капсулу "неподвижной, как скала" в этот период, но после остановки тормозных двигателей Ширра заметил, что система израсходовала почти четверть своего топлива.

After separating from the Atlas booster, Schirra stabilized the spacecraft and slowly cartwheeled into the correct attitude; he deliberately kept the motion slow to conserve fuel, and was able to position the capsule using half a percent of his fuel reserves. Crossing over the eastern coast of Africa, he began to feel overheated; this problem was also apparent to the ground controllers, who were having a debate with the flight surgeon over whether it was safe to continue or if the mission should be ended after the first orbit. The flight director, Christopher Kraft, followed the surgeon's advice to see if the problem would settle, and gave the go for a second orbit. Schirra eventually stabilized the problem over time, slowly dialing the suit's control knob to a high cooling setting; he compared the heat to that of "mowing a lawn in Texas". Over Australia, Schirra watched for a flare launched from the ground, but it was occluded by clouds; he was, however, able to see lightning and the lit outline of Brisbane. Through the night pass over the Pacific, he tested the capsule's on board periscope, though he found it difficult to use and quickly covered it up as soon as the sun rose. Crossing over Mexico, he reported that he was in "chimp configuration", with the capsule running entirely on automatic without any input from the pilot, and as he began his second orbit began testing a yaw maneuver using the Earth through the main window as a reference, rather than via the much maligned periscope. As he began the third orbit, Schirra disconnected the spacecraft's gyroscopes, turned off part of the electrical power system, and let the capsule drift. He took advantage of this quiet period to test his spatial awareness and motor control, which he found was broadly unaffected by weightlessness, and to eat a light meal. He powered the spacecraft back up over the Indian Ocean, and continued over the Pacific. At Hawaii, he was given clearance for a full six orbit mission, and as he crossed over towards California shut down the electrical power for a second period of drifting flight, during which he occupied himself taking photographs with the onboard camera. On the fourth orbit, drifting in an inverted spacecraft with the Earth 'above' him, Schirra continued his photography and attempted—unsuccessfully—to spot the Echo 1 satellite while passing over East Africa. As he approached California, he spoke briefly to John Glenn in a two minute conversation broadcast live across the United States on radio and television. Problems began to recur with the pressure suit, with water condensing on the faceplate; Schirra, concerned about the internal temperature, avoided opening the visor to clean it for fear that the suit temperature would misbehave again. By the fifth orbit, Schirra had begun to relax, commenting that it was the first rest he had had since December 1961. He used a small bungee cord exercise device for "a little bit of stretching", before dropping into manual attitude control, where he reported a sudden burst of oversteering and high fuel use. Over the Atlantic he returned to observation and photography; he failed to spot the planned high power light near Durban, in South Africa, due to cloud cover, but did make out the brightly lit city of Port Elizabeth. Over the Philippines, he reported on his fuel status; after four and a half of the planned six orbits, he still had eighty percent remaining in both manual and automatic fuel tanks. Passing over Quito, Ecuador, towards the end of his fifth orbit, Schirra was asked by the tracking station if he had any message to pass on "in Spanish to the fellows down here", and he made some comments on how beautiful the country appeared from orbit, ending with a cheery "Buenos Dias, y'all!" Schirra later noted that he was "furious" at this point—he was preparing for re entry and didn't want to be distracted with making public statements. The sixth orbit was dominated by preparations for re entry, though Schirra was able to take a last set of photographs of South America and try another set of spatial orientation tests. He armed the retrorockets passing over the western Pacific, and fired the first one at 8:52 mission elapsed time. The automatic control system held the capsule "steady as a rock" during this period, though after the retrorockets had stopped firing Schirra noted that the system had burned almost a quarter of its fuel in the process.

Возвращение в атмосферу и восстановление

Когда космический аппарат продолжал движение к возвращению после тормозного маневра для схода с орбиты, Ширра использовал мощные двигатели, чтобы установить капсулу в правильную ориентацию, отметив, что управление ориентацией ощущалось "нечетким". Затем он включил систему стабилизации угловой скорости, автоматический метод управления, который потреблял топливо с очень высокой скоростью, для поддержания контроля при возвращении в атмосферу; это был конкретный запрос инженеров, и Ширру огорчило видеть, как топливо, которое он экономил на протяжении шести орбит, расходуется так быстро. Местная поисково-спасательная группа в основной целевой зоне, в центральной части Тихого океана, состояла из авианосца Kearsarge, расположенного в центре района посадки, и трех эсминцев, выстроенных вдоль орбитальной траектории. В район также были направлены четыре поисковых самолета, а три спасательных вертолета базировались на борту Kearsarge. Kearsarge обнаружил капсулу на радаре, когда до места посадки оставалось еще 322 км; на 145 км дальше по траектории посадки эсминец Renshaw зафиксировал звуковой удар при прохождении капсулы над головой. На высоте 12192 м Ширра выпустил тормозной парашют, а затем основной парашют на высоте 4572 м. Посадка оказалась удивительно точной – в 7 км от целевой точки и в 1 км от Kearsarge, и Ширра пошутил, что направляется к "лифту номер три" на спасательном авианосце. Капсула вошла в воду, погрузилась и снова всплыла, выровнявшись примерно через 30 секунд. Три парашютиста-спасателя были сброшены с одного из вертолетов, чтобы помочь ему выбраться, но Ширра сообщил по радио, что предпочёл бы, чтобы его отбуксировали к авианосцу, и с Kearsarge был отправлен шлюп с тросом. Через сорок минут после посадки "Сигма-7" была поднята на борт Kearsarge; пять минут спустя Ширра взорвал взрывной люк и выбрался к собравшимся. После этого обследование показало явные синяки на его руке от работы с тяжелым рычагом катапультирования, что, по его мнению, стало важным оправданием аварии с люком, произошедшей с пилотом Гасом Гриссомом во время миссии Liberty Bell 7. Гриссом утверждал, что люк открылся без его участия; отсутствие синяков у него рассматривалось как доказательство того, что он не открыл люк преждевременно и не затопил свою капсулу, а причиной стала механическая неисправность. Ширра оставался на борту в течение трех дней для медицинских обследований и допросов, прежде чем сойти на берег, в то время как космический аппарат был выгружен на остров Мидуэй и перевезен на самолете для дальнейшей транспортировки. Он был возвращен в Кейп-Канаверал для анализа с долгосрочной целью – выставить его на постоянную экспозицию. Отработанная ракета-носитель Atlas вошла в атмосферу 4 октября, на следующий день после запуска, и сгорела.

As the spacecraft continued towards re entry after the de orbit burn, Schirra used the high power thrusters to put the capsule in the correct orientation, noting that the attitude control felt "sloppy". He then enabled the rate stabilization control system, an automatic control method which used up fuel at a very high rate, to maintain control during re entry; this was a specific engineering request, and it dismayed Schirra to see the fuel he had husbanded for six orbits be used so quickly. The local recovery group in the prime target area, in the central Pacific, consisted of an aircraft carrier, Kearsarge, in the center of the landing area, with three destroyers strung out along the orbital path. Four search aircraft were also assigned to the area, and three recovery helicopters were based aboard Kearsarge. Kearsarge picked up the capsule on radar while still 200 mile (322 km) from landing; 90 mile (145 km) further up the landing path, the destroyer Renshaw reported a sonic boom as it passed overhead. At 40000 feet (12192 m), Schirra deployed the drogue parachute, and then the main parachute at 15000 feet (4572 m). The landing was surprisingly precise, 4.5 mile (7 km) from the target point and 0.5 mile (1 km) from Kearsarge, and Schirra joked that he was on course for the recovery carrier's "number three elevator". The capsule hit the water, submerged, and bobbed to the surface again, righting itself after about 30 seconds. Three pararescue swimmers were dropped by one of the helicopters to help him climb out, but Schirra radioed that he would prefer to be towed to the carrier, and a whaleboat from Kearsarge was sent with a line. Forty minutes after landing, Sigma 7 was hoisted aboard Kearsarge; five minutes later, Schirra blew the explosive hatch and climbed out to a waiting crowd. After doing this, examinations showed clear bruising on his hand from operating the heavy ejector switch, which he felt provided an important vindication for fellow pilot Gus Grissom's hatch expulsion accident during the Liberty Bell 7 mission. Grissom had maintained that the hatch blew without his input; the fact that he had no bruising was seen as evidence that he had not blown the hatch early and sunk his capsule, but that it was a mechanical malfunction. Schirra remained aboard for three days of medical tests and debriefing before disembarking, while the spacecraft was offloaded at Midway Island and transferred to an aircraft for further transport. It was returned to Cape Canaveral for analysis, with the long term intention of putting it on permanent display. The spent Atlas booster re entered the atmosphere on October 4, the day after the launch, and burned up.

После полета

Послеполетный анализ не выявил серьезных неисправностей — единственной проблемой являлись системы управления температурой скафандра, — и все инженерные цели миссии были успешно достигнуты. Медицинский анализ не обнаружил значительных физиологических эффектов от девяти часов невесомости и отметил, что Ширра не подвергся значительному воздействию радиации. Анализ радиочувствительных пластин подтвердил очень низкий уровень радиоактивного потока внутри космического корабля, а все шесть испытанных абляционных материалов были признаны в целом удовлетворительными, несмотря на некоторые трудности при их сравнении. Научные эксперименты по наблюдению за светом не увенчались успехом, поскольку оба целевых района были покрыты плотным слоем облаков. Однако Ширра смог увидеть молнию вблизи Вумеры и заметил огни города в нескольких сотнях миль от Дурбана. В конечном итоге, из-за этих проблем обычные фотографии не использовались для научных исследований. Ширра отметил, что огромное количество облаков по всему миру может создать проблемы для будущих подобных мероприятий; тем не менее, Африка и юго-западные Соединенные Штаты были совершенно ясны. Послеполетное медицинское обследование Ширры не выявило ничего существенного, кроме некоторой ортостатической гипотензии, вызванной многочасовым пребыванием в тесной капсуле. В послеполетном отчете Ширры упоминались "светлячки", замеченные в двух предыдущих миссиях, и подчеркивался замечательный визуальный эффект толстой полосы атмосферы, видимой вокруг горизонта. Однако вид Земли из космоса не произвел на него впечатления; детализация, которую он мог различить, была сопоставима с той, что видна с высотных самолетов, и он заявил, что это "ничего нового" по сравнению с полетом на высоте 50 000 футов (15 240 м). В целом, он заключил, что "Сигма-7" занимает "первое место" в списке самолетов, на которых он летал, отодвинув на второй план F8F Bearcat — морской поршневой истребитель, а сама миссия была "безупречной". После возвращения в Хьюстон Ширра выступил с публичной лекцией в Университете Райса, где его встречали торжественным парадом по городу. Однако Кубинский ракетный кризис обострялся в течение сентября и отодвинул обсуждение успешного полета Ширры на второй план; общественное беспокойство по поводу относительной эффективности советских и американских космических носителей уступило место более насущной озабоченности советскими военными ракетами. Он посетил Вашингтон, округ Колумбия, чтобы 16 октября получить медаль NASA за выдающиеся заслуги из рук президента Кеннеди, в тот же день, когда Кеннеди впервые увидел фотографии ракетных установок на Кубе, сделанные самолетом U-2; встреча была дружественной и неформальной, несмотря на обстоятельства. Роберт Ф. Кеннеди, как позже отметил Ширра, отвел его в сторону и поинтересовался о возможной политической карьере, как он делал годом ранее с Джоном Гленном. Однако, в отличие от Гленна, Ширра вежливо отклонил предложение и решил остаться в NASA. В дальнейшем он командовал дублирующим экипажем первой миссии "Джемини" в 1965 году, затем основным экипажем миссии "Джемини-6A" в том же году, где он осуществил первую активную встречу двух космических кораблей — первоначальные планы по проведению первой стыковки на орбите были отменены, — и, наконец, командовал первой миссией "Аполлон-7" в 1968 году. Он ушел в отставку из NASA летом 1969 года, став единственным астронавтом, летавшим на кораблях "Меркурий", "Джемини" и "Аполлон". Успех MA-8 "значительно облегчил" подготовку к MA-9. Однако это мнение не разделяли планировщики NASA, которые с середины 1961 года настаивали на однодневной миссии к Меркурию, когда она впервые стала казаться технически осуществимой. Чтобы подготовить космический корабль к длительной миссии, необходимо было максимально уменьшить вес на борту, чтобы компенсировать дополнительные расходные материалы. Изменения, внесенные в аппаратное обеспечение капсулы на MA-8, теперь использовались для обоснования удаления оборудования управления и радиооборудования, а также перископа, который Ширра посчитал бесполезным. Всего между капсулами для миссий MA-8 и MA-9 было зафиксировано 183 изменения. Космический корабль должен был быть оснащен несколькими камерами, опираясь на фотографическую работу Ширры, хотя ограничения по весу и мощности действительно ограничивали количество научных экспериментов, которые можно было запланировать.

The post flight analysis reported no major malfunctions—the only troublesome anomaly being the suit temperature controls— and all the engineering objectives of the mission were deemed successfully completed. The medical analysis found no significant physiological effects from nine hours of weightlessness, and noted that Schirra had received no significant radiation exposure. Analysis of the radiation sensitive plates confirmed that there had been a very low radioactive flux inside the spacecraft, and the six ablative materials tested were all deemed broadly satisfactory despite some difficulty comparing them to each other. Scientifically, the light observation experiments were unsuccessful, as both target locations were covered by thick cloud cover. However, Schirra was able to view lightning near Woomera, and noted the lights of a city a few hundred miles from Durban. In the end, the conventional photographs were not used for scientific examination due to these problems. Schirra noted that the sheer amount of cloud coverage, worldwide, could provide problems for future activity of this kind; however, Africa, and the south western United States, were perfectly clear. Postflight medical examination of Schirra disclosed nothing significant other than a degree of orthostatic hypotension caused by sitting inside the cramped capsule for hours. Schirra's post flight report noted the "fireflies" seen on the previous two missions, and emphasized the remarkable visual effect of the thick band of the atmosphere visible around the horizon. However, he was unimpressed with the view of Earth from space; the amount of detail he could make out compared well with that from high flying aircraft, and he told debriefers that it was "nothing new" compared to flight at 50000 feet (15240 m). Overall, he concluded that Sigma 7 was on "the top of the list" of aircraft he had flown, displacing the F8F Bearcat, a naval piston engined fighter, while the mission itself had been "textbook". Schirra gave a public lecture at Rice University after returning to Houston, where he received a motorcade through the city. However, the Cuban Missile Crisis had been steadily escalating through September, and helped drive discussion of Schirra's successful flight down the news schedules; public concern about the relative effectiveness of Soviet and American space launchers was displaced by a more pressing concern over Soviet military rockets. He visited Washington, D. C., to receive the NASA Distinguished Service Medal from President Kennedy on October 16, the same day Kennedy had first seen U 2 photographs of missile sites in Cuba; the meeting was friendly and informal despite the circumstances. Robert F. Kennedy, Schirra later noted, took him aside and sounded him out about a potential political career, the same way he had sounded out John Glenn a year earlier. Unlike Glenn, however, Schirra politely turned the suggestion down, and chose to remain with NASA. His later career saw him commanding the backup crew for the first Gemini mission in 1965, then the prime crew for the Gemini 6A mission later that year, where he flew the first active rendezvous between two spacecraft—earlier plans for it to conduct the first on orbit docking had been cancelled—and finally commanding the first Apollo mission, Apollo 7, in 1968. He retired from NASA in the summer of 1969, the only astronaut to fly on Mercury, Gemini, and Apollo. The success of MA 8 made the preparation for MA 9 "considerably easier", However, this was not a view shared by the NASA planners, who had been pressing for a one day Mercury mission since mid 1961, when it first began to seem technically feasible. To prepare the spacecraft for a long duration mission involved trimming as much on board weight as possible to offset the additional consumables required. The changes made to the capsule hardware on MA 8 were now used to justify the removal of of control equipment and of radio equipment, as well as the periscope which Schirra had found so unhelpful. In total, there were 183 alterations listed between the capsules for the MA 8 and MA 9 missions. The spacecraft was to be equipped with several cameras, building on Schirra's photographic work, though weight and power limitations did restrict the amount of scientific experiments that could be scheduled.

Местонахождение космического аппарата

После экспонирования в Космическом и ракетном центре США и Космическом центре имени Джонсона капсула была перевезена в Зал славы американских астронавтов близ города Титусвилл, штат Флорида. В связи с недавним переездом Зала славы астронавтов в Посетительский комплекс Космического центра Кеннеди, "Сигма-7" в настоящее время экспонируется в новом Зале героев и легенд этого комплекса.