Mercure-Redstone 3 - Mercury-Redstone 3

Mercure-Redstone 3
Alan Shepard pendant Mercury-Redstone 3.jpg
Image fixe d' Alan Shepard prise par une caméra à bord du Freedom 7
Type de mission Vol d'essai
Opérateur Nasa
Durée de la mission 15 minutes, 28 secondes
Varier 263,1 milles marins (302,8 milles terrestres , 487,3 km )
Apogée 101,2 milles marins (116,5 milles terrestres, 187,5 km)
Propriétés du vaisseau spatial
Vaisseau spatial Mercure n°7
Fabricant Avion McDonnell
Lancer la masse 4 040 livres (1 830 kg)
Masse à l'atterrissage 2 316 livres (1 051 kg)
Équipage
Taille de l'équipage 1
Membres Alain Shepard
Signe d'appel Liberté 7
Début de mission
Date de lancement 5 mai 1961, 14:34:13  UTC ( 1961-05-05UTC14:34:13Z )
Fusée Redstone MRLV MR-7
Site de lancement Cap Canaveral LC-5
Fin de mission
Récupéré par USS  Lake Champlain
Date d'atterrissage 5 mai 1961, 14:49:35  UTC ( 1961-05-05UTC14:49:36Z )
Site d'atterrissage Océan Atlantique Nord 27.23°N 75.88°W
27°14′N 75°53′O /  / 27,23 ; -75.88
Liberté 7 insignes.png
Nom du vaisseau spatial tel que peint sur le côté de la capsule Alan Bartlett Shepard, Jr.
Alan-shepard.jpg
Missions avec équipage du projet Mercury
 

Mercury-Redstone 3 , ou Freedom 7 , a été le premier vol spatial habité des États-Unis , le 5 mai 1961, piloté par l' astronaute Alan Shepard . C'était le premier vol en équipage du projet Mercury . Le projet avait pour objectif ultime de mettre un astronaute en orbite autour de la Terre et de le ramener sain et sauf. La mission de Shepard était un vol suborbital de 15 minutes avec pour objectif principal de démontrer sa capacité à résister aux forces g élevées du lancement et de la rentrée atmosphérique .

Shepard a nommé sa capsule spatiale Freedom 7 , créant un précédent pour les six autres astronautes de Mercury en nommant leur vaisseau spatial. Le numéro 7 a été inclus dans tous les noms des engins spatiaux Mercury avec équipage pour honorer le premier groupe de sept astronautes de la NASA . Son vaisseau spatial a atteint une altitude de 101,2 milles marins (116,5 milles terrestres , 187,5 km ) et a parcouru une distance descendante de 263,1 milles marins (302,8 milles terrestres, 487,3 km). Il s'agissait du quatrième vol de Mercury lancé avec le véhicule de lancement Mercury-Redstone , depuis Cap Canaveral , en Floride, près de l'océan Atlantique.

Pendant le vol, Shepard a observé la Terre et testé le système de contrôle d'attitude de la capsule , faisant pivoter la capsule pour faire face à son bouclier thermique émoussé vers l'avant pour la rentrée atmosphérique. Il a également testé les rétrofusées qui ramèneraient les missions ultérieures de l'orbite, bien que la capsule n'ait pas assez d'énergie pour rester en orbite. Après la rentrée, la capsule a atterri en parachute sur l'océan Atlantique Nord au large des Bahamas . Shepard et la capsule ont été récupérés par hélicoptère et amenés au porte-avions de la marine américaine USS Lake Champlain .

La mission a été un succès technique, bien que la fierté américaine de l'accomplissement ait été atténuée par le fait que trois semaines auparavant, l' Union soviétique avait lancé le premier humain dans l'espace, Youri Gagarine , qui a effectué une orbite sur Vostok 1 . En 2017, la première Journée nationale des astronautes a eu lieu le 5 mai pour rendre hommage à ce premier vol américain.

Préparation

Le vaisseau spatial Freedom 7 , la capsule Mercury #7, a été livré à Cap Canaveral le 9 décembre 1960. On s'attendait à l'origine à ce qu'une mission puisse être lancée peu de temps après la disponibilité du vaisseau spatial, mais la capsule #7 s'est avérée nécessiter un développement approfondi et travail d'essai avant qu'il ne soit jugé sans danger pour le vol. Cependant, comme il avait été désigné depuis l'été comme le premier vaisseau spatial avec équipage, la décision a été prise de retarder la mission jusqu'à ce que cette capsule particulière soit prête, avec une date de lancement provisoire le 6 mars, plutôt que d'utiliser une capsule alternative. Le booster initialement prévu pour le vol, Redstone #3, avait été livré au Cap début décembre ; cependant, il a ensuite été utilisé sur le vol d'essai du MR-1A le 19 décembre. Le remplaçant, Redstone #7, n'est arrivé au Cap qu'à la fin mars; à ce moment-là, cependant, la mission avait déjà été reportée pour attendre les résultats d'un autre vol d'essai.

À la fin des années 1960, il y avait eu un nombre croissant de préoccupations concernant les normes du lanceur Redstone; le vol d'essai du MR-2 , "piloté" par Ham (chimpanzé) , avait connu des problèmes techniques lors du lancement conduisant le vaisseau spatial à voler trop haut, trop loin et trop vite. En conséquence, la mission a duré deux minutes de plus que prévu et la rentrée a soumis Ham à 14,7 g au lieu du chiffre prévu d'environ 12 g. Le point d'amerrissage était à soixante milles du navire de récupération le plus proche, et il a fallu plus de deux heures et demie avant qu'un hélicoptère puisse récupérer la capsule et son passager – à ce moment-là, elle avait presque coulé. En conséquence, la NASA n'était pas disposée à lancer la mission MR-3 sans d'autres travaux de développement ; à la fin février, il y avait encore sept modifications majeures qu'ils avaient apportées au booster qui nécessitaient des tests. Un vol d'essai supplémentaire a donc été ajouté au programme, MR-BD (pour « Booster Development » ; il était à l'origine connu sous le nom de MR-2A). Cela serait lancé le 28 mars, repoussant le vol MR-3 d'un mois au 25 avril. Le vol MR-BD a été presque complètement réussi, garantissant que le vol MR-3 en équipage pourrait se dérouler sans autre retard important.

Le pilote du MR-3 avait été choisi plusieurs mois à l'avance, début janvier, par le responsable du programme, Robert R. Gilruth . Il avait choisi Alan Shepard (Navy) comme pilote principal, avec John Glenn (Marine) et Gus Grissom (Air Force) comme renforts ; les autres membres du Mercury Seven ont continué à s'entraîner pour des missions ultérieures. Les trois noms ont été annoncés à la presse le 22 février sans aucune indication sur lequel des trois devait piloter la mission. Le nom de Shepard n'a été annoncé publiquement qu'après l'annulation de la première tentative de lancement, car Gilruth souhaitait garder ses options ouvertes au cas où des changements de personnel de dernière minute seraient nécessaires. Glenn a servi de renfort à Shepard le jour du lancement, Grissom se concentrant sur l'entraînement pour MR-4 , la prochaine mission suborbitale.

La première tentative de lancement, le 2 mai, a été annulée en raison de problèmes météorologiques deux heures et 20 minutes avant l'heure de lancement, Shepard attendant dans un hangar déjà adapté et préparé. Le vol a été reprogrammé pour deux jours plus tard, quand il a été retardé d'un jour de plus en raison de mauvaises conditions météorologiques, jusqu'au 5 mai, avec une heure de lancement prévue à 7h20. EST.

Équipage

Position Astronaute
Pilote Alan Shepard
Premier vol spatial

Vol

Le compte à rebours a commencé à 20 h 30 la nuit précédente, avec Shepard se réveillant et prenant un petit-déjeuner composé de steak et d'œufs avec du pain grillé, du café et du jus d'orange (le petit-déjeuner au steak et aux œufs deviendrait bientôt une tradition pour les astronautes le matin d'un lancement ). Il est entré dans le vaisseau spatial à 5h15 du matin. ET, un peu plus de deux heures avant l'heure de lancement prévue à 7h20. A 7h05, le lancement a eu lieu pendant une heure pour dégager la couverture nuageuse – une bonne visibilité serait essentielle pour les photographies de la Terre – et réparer un bloc d'alimentation ; peu de temps après le redémarrage du décompte, une autre attente a été appelée afin de redémarrer un ordinateur au Goddard Space Flight Center . Le décompte a finalement repris, après un peu plus de deux heures et demie de prises imprévues, et s'est poursuivi sans autre faute. Tous les retards ont entraîné Shepard allongé sur le dos dans la capsule pendant près de trois heures, après quoi il s'est plaint à l'équipe du blockhaus qu'il avait un grave besoin d'uriner (parce que la mission durerait moins de 20 minutes, personne n'avait pensé à équiper le Mercury d'un dispositif de collecte d'urine). L'équipage lui a dit que c'était impossible car ils devraient remettre la salle blanche en place et perdre un temps considérable à retirer la trappe fortement boulonnée du Mercury. Un Shepard en colère a ensuite annoncé que s'il ne pouvait pas sortir pour aller aux toilettes, il urinerait simplement dans son costume. Lorsque le blockhaus a protesté que cela court-circuiterait les électrodes médicales sur son corps, il leur a dit de simplement couper le courant. Ils obéirent et Shepard vida sa vessie. En raison de la position dans laquelle il était assis, l'urine s'est accumulée un peu sous son dos et avec l'oxygène circulant à travers la combinaison spatiale, il s'est rapidement asséché et le compte à rebours a repris.

Lancement du MR-3 le 5 mai 1961

Mercury-Redstone 3 a finalement décollé à 9h34. ET, regardé par environ 45 millions de téléspectateurs aux États-Unis. Shepard a été soumis à une accélération maximale de 6,3 g juste avant l'arrêt du moteur Redstone, deux minutes et 22 secondes après le lancement. La vitesse fixe dans l' espace de Freedom 7 était de 5 134 miles par heure (8 262 km/h), proche de la valeur prévue. Lors de l'arrêt du propulseur, la tour d'évacuation a été larguée. Dix secondes plus tard, la capsule a été séparée : la capsule a fait exploser les boulons explosifs de la bague de serrage Marman qui la reliait au propulseur et a tiré ses roquettes posigrades pour gagner de la distance. Après la séparation de la capsule, le système de contrôle d'attitude automatisé (le système de contrôle de stabilisation automatique, ou ASCS) a amorti tous les mouvements de culbutage résiduels, puis a fait pivoter le Freedom 7 d' environ 180 degrés, de sorte que les rétrofusées seraient tournées vers l'avant, prêtes à tirer.

Shepard a maintenant commencé à tester le contrôle manuel de l'orientation du vaisseau spatial. À des fins de redondance, le système de contrôle d'attitude manuel du vaisseau spatial Mercury utilisait un ensemble de jets de contrôle différent de celui du système automatique et disposait de sa propre alimentation en carburant ; lorsque le système était activé, le déplacement du manche de commande à trois axes ouvrait proportionnellement les vannes aux jets manuels. Le système pourrait être activé de manière sélective sur chaque axe, l'ASCS contrôlant automatiquement les axes non activés. Shepard a progressivement pris le contrôle manuel, un axe à la fois, laissant les axes restants à ASCS. Il a d'abord pris le contrôle manuel du tangage, réorientant le vaisseau spatial de son "assiette en orbite" de 14 degrés en piqué à l'attitude de rétro-incendie de 34 degrés en piqué, puis est revenu à l'assiette en orbite. Il a ensuite pris le contrôle manuel du lacet et du tangage, faisant pivoter le vaisseau spatial vers la gauche puis vers la droite pour le ramener dans l'alignement. Finalement, il a également pris le contrôle du roulis, le testant puis rétablissant le roulis du vaisseau spatial à la normale. Une fois que Shepard a pris le contrôle des trois axes, il a constaté que la réponse manuelle du vaisseau spatial était à peu près la même que celle du simulateur Mercury ; cependant, il ne pouvait pas entendre les jets tirer, comme il le pouvait au sol, en raison des niveaux de bruit de fond.

La tâche suivante de Shepard était de faire des observations du sol à partir du périscope du vaisseau spatial, qui s'étendait à travers le "fond" de la coque sous ses pieds. L'engin de Shepard, une version antérieure de la capsule Mercury, avait également deux petites fenêtres d'observation rondes, une de chaque côté, mais le périscope était son principal moyen d'observation. Le périscope peut être réglé sur une vue grand angle à faible grossissement ou sur une vue à angle étroit à fort grossissement, et différents filtres optiques peuvent être insérés en tournant un bouton. Pendant sa longue attente sur la rampe de lancement, Shepard avait inséré un filtre gris moyen dans le périscope pour réduire l'éblouissement du soleil, mais il n'avait pas eu le temps de le défaire avant le lancement. Il a découvert que lorsqu'il essayait d'atteindre le bouton du filtre pour le changer, le poignet de sa combinaison spatiale heurtait la poignée de sa main gauche qui activerait manuellement le système d'échappement de lancement. Même si la tour d'évacuation avait disparu depuis longtemps, Shepard a renoncé à essayer de changer le filtre par prudence, le laissant pour le reste du vol. Bien que le filtre gris ait délavé les couleurs, Shepard était toujours capable de distinguer facilement les grandes masses terrestres des nuages. Il a signalé avoir identifié des caractéristiques majeures telles que la côte est de la Floride, le lac Okeechobee et l' île d'Andros , la plus grande île des Bahamas, mais la couverture nuageuse l'empêchait de distinguer les autres îles des Bahamas.

Avec le vaisseau spatial toujours sous contrôle manuel, mais utilisant maintenant le périscope plutôt que les instruments du panneau pour sa référence d'attitude, Shepard avait maintenu son attitude de roulis et de lacet, mais il avait par inadvertance laissé le vaisseau spatial dériver en tangage. Alors que le vaisseau spatial approchait du point le plus élevé de son arc suborbital, le voyant "start retro sequence" s'est allumé, alertant Shepard que les trois rétrofusées étaient sur le point de tirer. Ils le faisaient en séquence à cinq secondes d'intervalle, brûlant pendant dix secondes chacun. Shepard a commencé à ajuster son tangage vers le bas vers l'attitude de rétro-feu appropriée de -34 degrés, mais il n'a atteint l'attitude d'orbite (-14 degrés) qu'avant le premier tir de rétrofusée. Il a ensuite abaissé son tangage à environ –25 degrés à temps pour les deuxième et troisième rétrofusées. Cet écart de tangage n'était pas critique pour ce vol, car la trajectoire suborbitale de Shepard conduirait de toute façon à une rentrée, et la différence de tangage n'affecterait pas beaucoup l'emplacement d'atterrissage de Shepard ; Shepard ne testait que la capacité du pilote à contrôler manuellement l'attitude du vaisseau spatial pendant le rétro-feu. Lors de son premier débriefing après le vol, Shepard a déclaré qu'il avait dû être confus au sujet de son attitude de pitch, mais il s'est avéré qu'il avait été victime d'un malentendu. L'indicateur de pas de ce vaisseau spatial particulier avait été initialement réglé de sorte que sa position de référence pour l'attitude de rétro-feu, qui était la position "neuf heures" sur l'indicateur, était à -43 degrés de pas, plutôt que les -34 degrés décidés plus tard pour le rétro-feu . Shepard avait supposé que c'était toujours réglé de cette façon et avait délibérément ajusté sa hauteur de ton pour compenser. Mais en fait, l'indicateur avait été modifié, la position de référence "neuf heures" étant mise à jour au bon -34 degrés. D'une manière ou d'une autre, Shepard n'avait pas été informé, donc sa compensation a rendu son discours trop élevé.

Juste après le rétro-feu, Shepard est passé en mode de commande "fly-by-wire", où les mouvements du pilote du manche de commande à trois axes ont déclenché électriquement les jets de commande du système automatique pour tirer pour le positionnement souhaité, plutôt que d'ouvrir proportionnellement le jets de commande du système manuel. Peu de temps après, le pack de rétrofusées a été automatiquement largué. Ce pack était attaché sur le pare-chaleur par des sangles et était donc normalement libéré avant la rentrée. Shepard a entendu le bruit du largage et a vu l'une des sangles passer devant une fenêtre, mais le voyant de confirmation ne s'est pas allumé. Cependant, l'astronaute Mercury Deke Slayton , qui agissait en tant que communicateur de capsule ("CAPCOM") dans le centre de contrôle de Mercury , a confirmé à Shepard que le pack avait été largué, alors Shepard a activé la commande manuelle pour le système de largage pour déclencher la lumière. Il a été déterminé plus tard que la lumière de largage rétro ne s'était pas activée en raison d'un problème avec les « pétards » pyrotechniques déclenchés électriquement qui ont été tirés pour libérer le pack de rétrofusées. Ces pétards, lorsqu'ils étaient déclenchés, pouvaient tirer un courant excessif du système électrique, faisant chuter sa tension au point que la minuterie qui était censée activer la lumière de rétro-largage a été réinitialisée. Les pétards ont été modifiés pour éviter ce problème dans les missions futures.

Shepard a rapporté que le fly-by-wire était fluide et donnait la sensation d'être entièrement aux commandes de l'engin, avant de laisser brièvement les systèmes automatiques prendre le relais pour réorienter la capsule pour la rentrée. Il a ensuite gardé le contrôle jusqu'à ce que les forces g atteignent un maximum de 11,6 g lors de la rentrée ; il a maintenu la capsule jusqu'à ce qu'elle se soit stabilisée, puis a cédé le contrôle au système automatisé. La descente a été plus rapide que prévu, mais les parachutes déployés comme prévu, une ancre flottante à 21.000 pieds (6,4 km) et un parachute principal à 10.000 pieds (3,0 km).

L' éclaboussement s'est produit avec un impact comparable à l' atterrissage d' un avion à réaction sur un porte - avions . Freedom 7 s'est incliné sur son côté droit d'environ 60 degrés par rapport à une position verticale, mais n'a montré aucun signe de fuite ; il s'est redressé doucement au bout d'une minute, et Shepard a pu signaler à l'avion en vol indirect qu'il avait atterri en toute sécurité et qu'il était prêt à être récupéré. Un hélicoptère de récupération est arrivé après quelques minutes, et après un bref problème avec l'antenne de l'engin spatial, la capsule a été soulevée en partie hors de l'eau afin de permettre à Shepard de sortir par l'écoutille principale. Il s'est faufilé hors de la porte et dans un treuil à élingue, et a été tiré dans l'hélicoptère, qui a transporté l'astronaute et son vaisseau spatial jusqu'à un porte-avions en attente, le USS  Lake Champlain . L'ensemble du processus de récupération n'avait pris que onze minutes, de l'amerrissage à l'arrivée à bord.

Le vol a duré 15 minutes, 22 secondes et le vaisseau spatial a parcouru 302 miles (486 km) depuis son point de lancement, montant à 116,5 miles (187,5 km). Freedom 7 a atterri à ces coordonnées : 27.23°N 75.88°W . Il a atteint une vitesse de 5 180 mph (8 340 km/h). 27°14′N 75°53′O /  / 27,23 ; -75.88

Après le vol, le vaisseau spatial a été examiné par des ingénieurs et s'est avéré en excellent état, à tel point qu'ils ont décidé qu'il aurait pu être réutilisé en toute sécurité lors d'un autre lancement. Offert à la Smithsonian Institution par la NASA , Freedom 7 était auparavant exposé à l' US Naval Academy à Annapolis, Maryland jusqu'en 2012. Depuis 2012, il est exposé à la John F. Kennedy Library à Boston, Massachusetts. À partir du 5 mai 2021, jour du 60e anniversaire du premier Américain dans l'espace, le vaisseau spatial Mercury-Redstone (MR-3) Freedom 7 sera exposé et exposé au Smithsonian's Steven F. Udvar-Hazy Center situé à Chantilly, en Virginie.

Représentation dans la culture populaire

En juin 1961, Laurie Records a publié un 45 tours avec William Allen et Orchestra intitulé "Space Flight Freedom 7". Il s'agissait de recréations de la tour aux communications des astronautes parlées sur un support instrumental.

La mission Mercury-Redstone 3 a été dramatisé dans Tom Wolfe le livre de 1979 The Right Stuff , Philip Kaufman film 's 1983 The Right Stuff basé sur le livre ( Scott Glenn joue Shepard), 1998 mini - série HBO De la Terre à la Lune épisode " Can We Do This? " (avec Ted Levine dans le rôle de Shepard) et le film de 2016 Hidden Figures (Dane Davenport joue Shepard). Dans la mini-série 2020 The Right Stuff , Jake McDorman incarne Shepard.

Dans le jeu vidéo Fallout 3 de 2008 , le joueur peut visiter le Museum of Technology dans les ruines de Washington DC, deux siècles après une guerre nucléaire. Le jeu se déroule dans une chronologie alternative qui s'écarte de la réalité après la Seconde Guerre mondiale . Dans le musée se trouve une exposition sur une version légèrement différente de Mercury-Redstone 3/ Freedom 7 appelée Defiance 7 qui a été lancée le 5 mai 1961 (le jour du lancement de Freedom 7 ) et a été pilotée par l'astronaute fictif Carl Bell. L'exposition indique que Bell a été le premier humain dans l'espace dans cette chronologie et n'a pas survécu au vol spatial, étant décédé dans un atterrissage forcé. Son squelette et sa combinaison spatiale ont été donnés au musée et y sont exposés.

Événements de vol

Temps (mm:ss) Événement La description
Mr3-flight-timeline.png
00:00 Décollage Mercury-Redstone décolle, l'horloge de bord démarre.
00:16 Programme de lancement Redstone s'incline à plus de 2 degrés/s de 90 à 45 degrés.
00:40 Fin du programme de pitch Redstone atteint un pas de 45 degrés.
01:24 Q max Pression dynamique maximale ~575 lbf/pi² (28 kPa).
02:20 BECO Arrêt du moteur Redstone - Coupure du moteur d'appoint. Vitesse 5 200 mph (2,3 km/s)
02:22 Largage de la tour Escape Tower Jettison, n'est plus nécessaire.
02:24 Séparation de l'engin spatial Les roquettes posigrades tirent pendant 1 s donnant une séparation de 15 pieds/s (4,6 m/s).
02:35 Manœuvre de retournement Le système de vaisseau spatial (ASCS) fait pivoter le vaisseau spatial de 180 degrés, pour protéger l'attitude vers l'avant du bouclier thermique.
02:35 Contrôle manuel Commandes manuelles déverrouillées. Le pilote teste tous les axes.
04:44 Manœuvre d'attitude rétro L'ASCS oriente le vaisseau spatial à 34 degrés de piqué, 0 degré de roulis, 0 degré de lacet.
05:00 Apogée Apogée d'environ 115 miles (185 km) atteinte à 150 miles (240 km) en aval du site de lancement.
05:15 Rétro-feu Trois roquettes rétro tirent pendant 10 secondes chacune. Ils sont lancés à intervalles de 5 secondes, les tirs se chevauchent. 550 ft/s (170 m/s) est pris en vitesse vers l'avant.
05:45 Rétracter le périscope Le périscope est automatiquement rétracté en vue de la rentrée.
06:15 Largage du pack rétro Une minute après le largage du pack retrofire retrofire, laissant le bouclier thermique clair.
07:15 0,05 g (0,5 m/s²) Manœuvre (ASCS) détecte le début de la rentrée et fait rouler le vaisseau spatial à 10 degrés/s pour stabiliser le vaisseau spatial pendant la rentrée.
09:38 Déploiement de parachute de drogue Le parachute Drogue déployé à 22 000 pieds (6,7 km) ralentit la descente à 365 pieds/s (111 m/s) et stabilise le vaisseau spatial.
09h45 Déploiement de la plongée avec tuba Le tuba d'air frais se déploie à 20 000 pieds (6,1 km). (ECS) passe au débit d'oxygène d'urgence pour refroidir la cabine.
10h15 Déploiement principal du parachute Le parachute principal se déploie à 10 000 pieds (3,0 km). Le taux de descente ralentit à 30 pi/s (9,1 m/s)
10:20 Déploiement du sac d'atterrissage Le sac d'atterrissage se déploie, laissant tomber le bouclier thermique vers le bas de 4 pi (1,2 m).
10:20 Vidange de carburant Le carburant de peroxyde d'hydrogène restant est automatiquement vidé.
15:22 Amerrissage Le vaisseau spatial atterrit dans l'eau à environ 300 mi (480 km) en aval du site de lancement.
15h30 Déploiement des aides au sauvetage Kit d'aide au sauvetage déployé. Le forfait comprend un marqueur à colorant vert, une radiobalise de récupération et une antenne fouet .

Voir également

Les références

Remarques

Citations

Bibliographie

Liens externes