マーキュリー計画

マーキュリー計画
水星の天文記号にアラビア数字の7を重ねたもの
プログラム概要
国アメリカ合衆国
組織米航空宇宙局（NASA）
目的有人軌道飛行
状態完了
プログラム履歴
料金
  • 2億7700万ドル（1965年）[ 1 ]
  • 27億6000万ドル（インフレ調整済み​​）
間隔1958–1963
初飛行
初の有人飛行
最終便
成功11
失敗3 ( MA-1、MA-3、MR-1 )
部分的な失敗1（ビッグジョー1）
発射場
車両情報
有人車両水銀カプセル
打ち上げロケット

マーキュリー計画は、1958年から1963年まで実行された米国初の有人宇宙飛行プログラムであった。宇宙開発競争初期のハイライトとなったこの計画の目的は、理想的にはソ連より前に、人間を地球周回軌道に乗せ、無事に帰還させることだった。米国空軍から新設された民間宇宙機関NASAに引き継がれ、無人開発飛行20回（一部は動物を使用）と、宇宙飛行士による飛行6回が成功した。ローマ神話にちなんで名付けられたこの計画の費用は、27億6000万ドル（インフレ調整済み​​）だった。[ 1 ] [ n 1 ]宇宙飛行士たちは総称して「マーキュリー・セブン」と呼ばれ、各宇宙船にはパイロットによって末尾に「7」の付く名前が付けられた。

宇宙開発競争は、1957年のソ連の人工衛星スプートニク1号の打ち上げから始まった。これはアメリカ国民に衝撃を与え、既存のアメリカの宇宙探査努力を促進し、その大部分を文民管理下に置くためにNASAが設立されることとなった。 1958年にエクスプローラー1号の人工衛星の打ち上げが成功した後、有人宇宙飛行が次の目標となった。ソ連は1961年4月12日、ボストーク1号で初の人間である宇宙飛行士ユーリイ・ガガーリンを単軌道に乗せた。その直後、5月5日、アメリカは初の宇宙飛行士アラン・シェパードを弾道飛行に送り込んだ。ソ連のゲルマン・チトフは1961年8月に1日間の軌道飛行を行った。アメリカは1962年2月20日、ジョン・グレンが地球を3周して軌道目標を達成した。 1963年5月にマーキュリー計画が終了した時点で、両国は6人を宇宙に送り込んでいたが、宇宙滞在時間の合計ではソ連が米国を上回っていた。

マーキュリー宇宙カプセルはマクドネル・エアクラフト社によって製造され、与圧された客室に約1日分の水、食料、酸素を運んだ。マーキュリー飛行はフロリダ州ケープカナベラル空軍基地から、レッドストーンおよびアトラスDミサイルを改造した打ち上げロケットで打ち上げられた。カプセルには、故障の際に安全に打ち上げロケットから運び去るための打ち上げ脱出ロケットが搭載されていた。飛行は、追跡および通信局のシステムである有人宇宙飛行ネットワークを介して地上から制御されるように設計されており、バックアップ制御装置が機内に装備されていた。小型の逆噴射ロケットを使用して宇宙船を軌道から外し、その後、アブレーション熱シールドが大気圏再突入の熱から宇宙船を保護した。最後に、パラシュートで宇宙船を減速させて着水した。宇宙飛行士とカプセルは両方とも、米国海軍の艦艇から出撃したヘリコプターによって回収された。

マーキュリー計画は人気を博し、そのミッションは世界中のラジオやテレビで何百万人もの視聴者に届けられました。この成功は、ジェミニ計画の基礎を築きました。ジェミニ計画では、各カプセルに2人の宇宙飛行士を乗せ、最初の有人マーキュリー飛行の数週間後に発表されたアポロ計画における有人月面着陸に不可欠な宇宙ドッキング操作を完成しました。

創造

マーキュリー計画は1958年10月7日に正式に承認され、12月17日に公表された。[ 5 ] [ 6 ]当初は宇宙飛行士計画と呼ばれていたが、ドワイト・アイゼンハワー大統領は、パイロットに重点が置かれすぎると感じた。[ 7 ]代わりに、マーキュリーという名前は、ギリシャのアトラスやローマのジュピターなど、ロケットにSM-65とPGM-19ミサイルの名前を付けた古典神話から選ばれた。[ 6 ]この計画には、空軍の「宇宙最速有人飛行計画」など、同じ目的を持つ軍事プロジェクトも吸収された。[ 8 ] [ n 2 ]

背景

第二次世界大戦の終結後、米国とソ連（USSR）の間で核軍拡競争が勃発した。ソ連は西半球に爆撃機を配備できる基地を持っていなかったため、ヨシフ・スターリンは大陸間弾道ミサイルの開発を決定し、これがミサイル競争の引き金となった。[ 10 ]ロケット技術は、次に両国が通信、気象データや諜報活動のための地球周回衛星を開発することを可能にした。[ 11 ] 1957年10月にソ連が最初の衛星を軌道に乗せたとき、アメリカ人は衝撃を受け、米国が「ミサイルギャップ」に陥っているという懸念が高まった。[ 12 ] [ 11 ] 1か月後、ソ連はスプートニク2号を打ち上げ、犬を軌道に乗せた。動物は生還しなかったが、彼らの目標が有人宇宙飛行であることは明らかであった。[ 13 ]軍事宇宙計画の詳細を明らかにすることができなかったため、アイゼンハワー大統領は民間および科学的な宇宙探査を担当する民間宇宙機関の設立を命じました。連邦研究機関である国家航空諮問委員会（NACA）を基盤として、この機関はアメリカ航空宇宙局（NASA）と名付けられました。[ 14 ]同局は1958年に最初の目標である人工衛星パイオニア1号の打ち上げを達成しました。次の目標は有人宇宙飛行でした。[ 15 ]

当時、宇宙の限界（カーマンラインとも呼ばれる）は最低高度62マイル（100 km）と定義されており、そこに到達する唯一の方法はロケット推進ブースターを使用することでした。 [ 16 ] [ 17 ]これにより、パイロットにとって、爆発、高重力重力と濃い大気中での離陸時の振動、[ 18 ]再突入時の空気圧縮による10,000 °F（5,500 °C）を超える温度など、リスクが生じました。[ 19 ]

宇宙では、パイロットは加圧室か宇宙服を使って新鮮な空気を供給する必要がある。[ 20 ]宇宙にいる間は無重力状態を経験することになるため、方向感覚を失う可能性がある。[ 21 ]さらに潜在的なリスクとしては放射線や微小隕石の衝突などがあるが、どちらも通常は大気圏で吸収される。[ 22 ]いずれも克服可能と思われた。衛星からの経験から微小隕石のリスクはごくわずかであることが示唆されており[ 23 ]、1950年代初頭に行われた無重力状態の模擬実験、人間にかかる高重力、動物を宇宙の限界に送る実験では、潜在的な問題はすべて既知の技術で克服できることが示唆された。[ 24 ]最後に、弾道ミサイルの核弾頭を使った再突入が研究され[ 25 ]、鈍角の前方向きの熱シールドで加熱の問題を解決できることが実証された。[ 25 ]

組織

1958年10月1日のNASA創設時、T・キース・グレナンが初代NASA長官に任命され、ヒュー・L・ドライデン（NACA最後の長官）が副長官に就任した。 [ 26 ]グレナンは、アメリカ航空宇宙会議（ NACA）を通して大統領に報告する。[ 27 ]マーキュリー計画の責任者はNASAの宇宙タスクグループであり、この計画の目的は、有人宇宙船で地球を周回すること、宇宙でのパイロットの活動能力を調査すること、そしてパイロットと宇宙船の両方を安全に回収することであった。[ 28 ]可能な限り既存の技術と既製の装置を使用し、システム設計には最も単純かつ信頼性の高い手法を採用し、進歩的なテストプログラムとともに既存の打ち上げ機を使用することになった。[ 29 ]宇宙船の要件には以下が含まれていた。故障が差し迫った場合に宇宙船と乗員を打ち上げ機から分離するための打ち上げ脱出システムマーキュリー計画には、軌道上で宇宙船を方向づける姿勢制御、宇宙船を軌道から外すための逆噴射ロケットシステム、大気圏再突入のための鈍体による抗力ブレーキ、そして水上着陸という一連のミッションが含まれていた。[ 29 ]軌道上ミッション中に宇宙船と通信するために、大規模な通信ネットワークを構築する必要があった。 [ 30 ]米国の宇宙計画にあからさまな軍事色を帯びさせたくないというアイゼンハワー大統領の意向により、当初この計画に国家の最優先事項（国防生産法に基づく DX 評価）を与えることを躊躇した。つまりマーキュリー計画は、資材調達において軍事プロジェクトの後に並ぶことを待たなければならなかった。しかし、この評価はスプートニクの打ち上げから1年半強後の1959年5月に与えられた。[ 31 ]

請負業者と施設

マーキュリー宇宙船の建造には、12の企業が2千万ドル（インフレ調整後2億1600万ドル）の契約で応札した。[ 32 ] 1959年1月、マクドネル・エアクラフト社が宇宙船の元請け業者に選ばれた。[ 33 ]その2週間前、ロサンゼルスに本社を置くノース・アメリカン・アビエーション社は、打ち上げ脱出システムの開発に使われる小型ロケット、リトル・ジョーの契約を結んだ。 [ 34 ] [ n 3 ]飛行中に地上と宇宙船と通信するためのワールド・ワイド・トラッキング・ネットワークは、ウェスタン・エレクトリック社に与えられた。[ 35 ]弾道打ち上げ用のレッドストーン・ロケットはアラバマ州ハンツビルのクライスラー社で製造され[ 36 ] 、アトラス・ロケットはカリフォルニア州サンディエゴのコンベア社で製造された。 [ 37 ] [ 38 ]ここはマーキュリー管制センターの所在地でもあり、通信ネットワークの計算センターはメリーランド州ゴダード宇宙センターにあった。[ 39 ]リトルジョーロケットはバージニア州ワロップス島から打ち上げられた。[ 40 ]宇宙飛行士の訓練はバージニア州ラングレー研究センター、オハイオ州クリーブランドのルイス飛行推進研究所、ペンシルバニア州ウォーミンスターのジョンズビル海軍航空開発センターで行われた。[ 41 ]ラングレーの風洞[ 42 ]とニューメキシコ州アラモゴードのホロマン空軍基地のロケットそりトラックは空気力学の研究に使用された。[ 43 ]海軍と空軍の航空機の両方が宇宙船の着陸システムの開発に利用され、[ 44 ]海軍の艦艇と海軍および海兵隊のヘリコプターが回収に利用された。[ n 4 ]ケープカナベラルの南ではココアビーチの町が繁栄した。[ 46 ]ここから75,000人が1962年に打ち上げられたアメリカ初の軌道飛行を見守った。[ 46 ]

宇宙船

マーキュリー宇宙船の主任設計者は、NACA時代に有人宇宙飛行の研究を始めたマキシム・ファジェであった。 [ 47 ]全長10.8フィート(3.3メートル)、幅6.0フィート(1.8メートル)で、打ち上げ脱出システムを加えると全長は25.​​9フィート(7.9メートル)となった。[ 48 ]居住容積は100立方フィート(2.8立方メートル)で、乗組員1人が乗るにはちょうどいい大きさだった。[ 49 ]内部には120の制御装置があり、電気スイッチが55個、ヒューズが30個、機械レバーが35個だった。[ 50 ]最も重い宇宙船であるマーキュリー・アトラス9号は満載で3,000ポンド(1,400キログラム)あった。[ 51 ] [ 52 ]

宇宙船は円錐形で、狭い端に首がある。[ 48 ]凸型のベースがあり、熱シールド（下図の項目2 ）を搭載していた。 [ 53 ]熱シールドは、多層のグラスファイバーで覆われたアルミニウムのハニカムで構成されていた。[54] それに、再突入時に宇宙船を減速させるために展開された 3 つのロケットで構成される逆噴射パック（1）が固定されていた。[55]これらのロケットの間には、軌道投入時に宇宙船を打ち上げ機から切り離すための小型ロケットである 3 つのポジグレード ロケットがあった。[ 57 ]パッケージを固定していたストラップは、不要になったときに切断できた。[ 58 ]熱シールドの隣には、与圧された乗組員室（3）があった。[ 59 ]内部では、宇宙飛行士が体にぴったり合う座席に固定され、機器を前にして熱シールドに背を向ける。[ 60 ]座席の下には環境制御システムがあり、酸素と熱を供給し、[ 61 ]空気中の二酸化炭素、蒸気、悪臭を除去し、（軌道飛行では）尿を収集しました。[ 62 ]宇宙船の狭い端にある回収室（4）[ 63 ]には3つのパラシュートがありました。自由落下を安定させるドローグと2つのメインシュート、つまりプライマリとリザーブです。[ 64 ]耐熱シールドと乗員室の内壁の間には着陸スカートがあり、着陸前に耐熱シールドを下ろすと展開されます。[ 65 ]回収室の上にはアンテナセクション（5）[ 66 ]があり、通信用のアンテナと宇宙船の方向を誘導するスキャナーの両方が含まれていました。[ 67 [ 68 ]打ち上げ脱出システム（6）は宇宙船の狭い端に取り付けられていた[ 69 ]3基の小型固体燃料ロケットを搭載し、打ち上げ失敗時に短時間噴射することでカプセルをブースターから安全に分離する。カプセルのパラシュートを展開し、近くの海上に着陸させる。[ 70 ] （詳細はミッション概要を参照）。

マーキュリー宇宙船には搭載コンピュータがなく、代わりに再突入に関するすべての計算を地上のコンピュータで計算し、その結果（逆噴射の時間と噴射姿勢）を飛行中に無線で宇宙船に送信していました。[ 71 ] [ 72 ]マーキュリー宇宙計画で使用されたすべてのコンピュータシステムは、地球上のNASA施設に設置されていました。[ 71 ]（詳細については地上管制の項を参照。）

  • 1. レトロパック。2. ヒートシールド。3. 乗員室。4. 回収室。5. アンテナセクション。6. 発射脱出システム。
    1. レトロパック。2. ヒートシールド。3. 乗員室。4. 回収室。5. アンテナセクション。6. 発射脱出システム。
  • Retropack: 赤いポジグレードロケットを搭載したRetrorockets
    Retropack: 赤いポジグレードロケットを搭載したRetrorockets
  • 着陸スカート（またはバッグ）の展開：スカートが膨らみ、衝突時に空気が押し出される（エアバッグのように）
    着陸スカート（またはバッグ）の展開：スカートが膨らみ、衝突時に空気が押し出される（エアバッグのように）

パイロットの宿泊施設

マーキュリー宇宙服を着たジョン・グレン

宇宙飛行士は熱シールドに背を向けて座った。これは、打ち上げと再突入時の高重力重力に人間が最も耐えられる姿勢であることが判明した。最大限のサポートを提供するために、各宇宙飛行士の宇宙服を着用した体からグラスファイバー製のシートが特別に成形された。左手の近くには手動の緊急脱出ハンドルがあり、自動起動装置が故障した場合、打ち上げ前または打ち上げ中に必要に応じて打ち上げ脱出装置を起動する。[ 73 ]

船内環境制御システムを補うため、彼は独自の酸素供給装置を備えた圧力服を着用した。この装置は彼を冷却するのにも役立った。[ 74 ]船内の雰囲気は、海面気圧ではなく、5.5psiまたは38kPa（海面での酸素分圧、または高度24,800フィートまたは7,600メートルの大気圧に相当）の低圧の純酸素で満たされた。[ 75 ]この方が制御が容易で、[ 76 ]減圧症（「減圧症」）のリスクを回避でき、 [ 77 ] [注 5 ]また、宇宙船の重量も軽減できた。火災（マーキュリー計画の過程で一度も発生しなかった）は、船内の酸素を排出して消火する必要があった。[ 62 ]このような場合、または何らかの理由で船内の圧力が低下した場合、宇宙飛行士は生存のために宇宙服を頼りに地球に緊急帰還することができた。[ 78 ] [ 62 ]宇宙飛行士は通常、バイザーを上げた状態で飛行するため、宇宙服は膨らんでいません。[ 62 ]バイザーを下げて宇宙服を膨らませると、宇宙飛行士は重要なボタンやハンドルが配置されている側面と底面のパネルにしか手が届きません。[ 79 ]

宇宙飛行士はまた、心拍リズムを記録するための電極を胸に装着し、血圧を測るためのカフと体温を記録するための直腸温度計を装着していた（これは最後の飛行では口腔温度計に置き換えられた）。[ 80 ]これらのデータは飛行中に地上に送信された。[ 74 ] [注 6 ]宇宙飛行士は通常、水を飲み、ペレット状の食物を食べていた。[ 82 ] [注 7 ]

与圧服を使用したU2計画からの教訓にもかかわらず、当初マーキュリー計画の宇宙飛行士には尿採取装置は搭載されていませんでした。1961年2月に学生がこの件について問い合わせたところ、NASAは「最初の宇宙飛行士は『トイレに行く』必要はない」と回答しました。[ 83 ]飛行時間が短いと予想されていたため、この点は見過ごされましたが、アラン・シェパードは打ち上げが4時間遅れたため、宇宙服内で排尿せざるを得なくなり、バイタルサインをモニターする電極の一部がショートしました。ガス・グリソムは、粗雑な回避策として、2回目のマーキュリー計画飛行でゴム製のズボンを2枚重ねて着用しました。専用の尿採取装置が搭載されたのは、1962年2月の3回目の飛行まで待たなければなりませんでした。[ 84 ]

軌道に乗ると、宇宙船はヨー、ピッチ、ロールの方向に回転する。回転軸に沿って回転する（ロール）、宇宙飛行士の視点から見て左右に回転する（ヨー）、上下に回転する（ピッチ）。[ 85 ]動きは過酸化水素を燃料とするロケット推進スラスタによって生み出される。 [ 86 ] [ 87 ]パイロットは方向を確認するために、目の前の窓から外を見るか、 360度回転できるカメラ付きの潜望鏡に接続されたスクリーンを見ることができる。 [ 88 ]

マーキュリー計画の宇宙飛行士たちは宇宙船の開発に携わり、手動制御と窓を設計要素として採用することを主張した。[ 89 ]その結果、宇宙船の移動やその他の機能は、地上局上空を通過する際に地上から遠隔操作する、搭載機器による自動誘導、そして宇宙飛行士自身による手動操作の3つの方法で制御可能となった。宇宙飛行士は他の2つの方法を代替または無効化することができた。経験が、宇宙飛行士たちの手動制御へのこだわりを裏付けた。彼らがいなければ、ゴードン・クーパーの最後の飛行における手動再突入は不可能だっただろう。[ 90 ]

宇宙船の断面図と内部
宇宙船の断面図
  • 宇宙船の内部
    宇宙船の内部
  • 宇宙船の回転軸は3つ：ヨー、ピッチ、ロール
    宇宙船の回転軸は3つ：ヨー、ピッチ、ロール
  • 宇宙船の温度プロファイル（華氏）
    宇宙船の温度プロファイル（華氏）
コントロールパネルとハンドル
  • フレンドシップ7号の操縦パネル[91]。パネルは飛行ごとに変更され、特に、これらのパネルの中央を占めていた潜望鏡スクリーンは、最後の飛行では潜望鏡自体とともに撤去された。
    フレンドシップ7号の操縦パネル。[ 91 ]操縦パネルは飛行ごとに変更され、特に、操縦パネルの中央を占めていた潜望鏡スクリーンは、最後の飛行では潜望鏡自体とともに撤去された。
  • 姿勢制御用の3軸ハンドル
    姿勢制御用の3軸ハンドル

開発と生産

1960年、セントルイスのマクドネル・エアクラフト社のクリーンルームでの宇宙船製造

マーキュリー宇宙船の設計は、1958年から1959年にかけてNASAによって3回修正された。[ 92 ]潜在的な請負業者による入札が完了した後、NASAは1958年11月に「C」として提出された設計を選定した。[ 93 ] 1959年7月の試験飛行に失敗した後、最終的な構成である「D」が採用された。[ 94 ]熱シールドの形状は、1950年代初頭に弾道ミサイルの実験を通じて開発されており、鈍角形状では衝撃波が発生し、宇宙船の周囲の熱の大部分を誘導することが示されていた。[ 95 ]熱に対する保護をさらに強化するために、シールドにヒートシンクまたはアブレーション材を追加することができる。 [ 96 ]ヒートシンクは衝撃波内の空気の流れによって熱を除去するのに対し、アブレーション熱シールドはアブレーション材の制御された蒸発によって熱を除去する。[ 97 ]無人試験の後、有人飛行には後者が選ばれた。[ 98 ]カプセル設計とは別に、既存のX-15に似たロケット機が検討された。[ 99 ]このアプローチは宇宙飛行を可能にするにはまだまだ遠すぎたため、結果として中止された。[ 100 ] [注 8 ]宇宙船の耐熱シールドと安定性は風洞でテストされ、[ 42 ]その後飛行中にテストされた。[ 104 ]打ち上げ脱出システムは無人飛行を通じて開発された。[ 105 ]着陸用パラシュートの開発に問題があった時期には、ロガログライダー翼などの代替着陸システムが検討されたが、最終的には廃止された。[ 106 ]

宇宙船はミズーリ州セントルイスのマクドネル・エアクラフト社のクリーンルームで製造され、マクドネル工場の真空室で試験された。[ 107 ]宇宙船には、宇宙船の環境制御システムを製造したギャレット・エアリサーチ社など、600社近くの下請け業者がいた。 [ 33 ] [ 61 ]宇宙船の最終的な品質管理と準備はケープカナベラルのS格納庫で行われた。[ 108 ] [注 9 ] NASAは1号から20号までの番号が付けられた20機の量産宇宙船を発注した。[ 33 ] 20機のうち10号、12号、15号、17号、19号の5機は飛行しなかった。[ 111 ]宇宙船3号と4号は無人試験飛行中に破壊された。[ 111 ]宇宙船11号は沈没し、38年後に大西洋の海底から回収された。[ 111 ] [ 112 ]いくつかの宇宙船は初期製造後に改造された（打ち上げ中止後の改修、長期ミッション向けの改造など）。[ n 10 ]マーキュリー計画のボイラープレート宇宙船（飛行不可能な材料で作られたもの、または量産宇宙船システムがないもの）もNASAとマクドネルによって製造された。[ 115 ]これらは宇宙船回収システムと脱出タワーの試験用に設計・使用された。[ 116 ]マクドネルは宇宙飛行士が訓練中に使用する宇宙船シミュレータも製造し、[ 117 ]「宇宙で最初の自由人」というモットーを採用した。[ 118 ]

  • 風洞でシミュレートされた再突入衝撃波の影絵、1957年
    風洞でシミュレートされた再突入衝撃波の影絵、1957年
  • カプセルデザインの進化、1958～59年
    カプセルデザインの進化、1958～59年
  • ボイラープレート宇宙船の実験、1959年
    ボイラープレート宇宙船の実験、1959年
地球着陸システムの開発
  • 着陸と回収の訓練におけるボイラープレート宇宙船の投下。システムの個々のステップのテストとともに、56回のこのような適格性テストが行​​われた。[44]
    着陸と回収の訓練におけるボイラープレート宇宙船の投下。システムの個々のステップのテストと合わせて、56回のこのような適格性テストが行​​われた。[ 44 ]

打ち上げロケット

打ち上げロケット：1. マーキュリー・アトラス（軌道飛行）。2. マーキュリー・レッドストーン（弾道飛行）。3. リトル・ジョー（無人試験）

発射脱出システムのテスト

リトル・ジョーと呼ばれる全長55フィート（17メートル）の打ち上げ機は、脱出タワーを搭載したマーキュリーカプセルを使用して、打ち上げ脱出システムの無人テストに使用されました。[ 119 ] [ 120 ]その主な目的は、宇宙船に対する空気力がピークになり、打ち上げ機と宇宙船の分離が最も困難になる最大qでシステムをテストすることでした。 [ 121 ]これは、宇宙飛行士が最も激しい振動にさらされるポイントでもありました。[ 122 ]リトル・ジョーロケットは固体燃料推進剤を使用し、もともと1958年にNACAによって有人弾道飛行用に設計されましたが、アトラスD打ち上げをシミュレートするためにマーキュリー計画のために再設計されました。[ 105 ]それはノースアメリカン・アビエーションによって製造されました。[ 119 ]方向転換はできず、飛行は打ち上げ角度に依存しました。[ 123 ]満載時の最高高度は100マイル（160km）であった。[ 124 ]スカウトロケットは追跡ネットワークを評価する目的で1回の飛行に使用されたが、失敗し、打ち上げ直後に地上から破壊された。 [ 125 ]

弾道飛行

1961 年 1 月 31 日のミッション中に宇宙に行った最初の類人猿となった宇宙の先駆者ハム(左)と、唯一のチンパンジーであり、地球を周回した 3 番目の霊長類 ( 1961 年 11 月 29 日) であるエノスは、マーキュリー計画の研究対象でした。

マーキュリー・レッドストーン打ち上げ機は、弾道飛行に使用された高さ83フィート（25メートル）（カプセルと脱出システムを含む）の単段式打ち上げ機であった。[ 126 ]アルコールと液体酸素を燃焼させる液体燃料エンジンを搭載し、約75,000ポンド力（330 kN）の推力を生み出したが、軌道ミッションには不十分であった。[ 126 ]ドイツのV-2ロケットの後継機であり、[ 36 ] 1950年代初頭にアメリカ陸軍向けに開発された。マーキュリー計画向けに改造され、弾頭が取り除かれ、宇宙船を支持するためのカラーと打ち上げ時の振動を緩和する素材が追加されている。 [ 127 ]ロケットモーターはノースアメリカン・アビエーション社製で、飛行中にフィンで方向を変えることができた。これらのロケットは2つの方法で動作した。周囲の空気を導く方法と、内部部品で推力を導く方法（もしくは両方同時に）である。[ 36 ]アトラスDとレッドストーンの両ロケットには自動中止検知システムが搭載されており、何か問題が発生した場合には打ち上げ脱出システムを作動させて打ち上げを中止することができた。[ 128 ]ハンツビルのレッドストーン兵器廠でヴェルナー・フォン・ブラウンのチームによって開発されたジュピターロケットも、レッドストーンよりも高速かつ高高度でのマーキュリー計画の中間弾道飛行用として検討されたが、規模の経済性により、マーキュリー計画のためにジュピターを有人飛行させるにはアトラスを飛行させるよりもコストがかかることが判明したため、この計画は中止された。[ 129 ] [ 130 ] IRBMとしての機能以外では、ジュピターミサイルは短命のジュノーII打ち上げ機にのみ転用され、数回のマーキュリーカプセル打ち上げのためだけに専任の技術スタッフを維持するのはコストがかかりすぎたであろう。[ 131 ]

軌道飛行

軌道ミッションには、アトラスLV-3Bの使用が必要でした。これは、アトラスDの有人仕様で、もともとは1950年代半ばにコンベア社が空軍向けに開発した、アメリカ初の実用大陸間弾道ミサイル（ICBM）[ 132 ]でした。 [ 133 ]アトラスは、灯油と液体酸素（LOX）を燃料とする「1段半」ロケットでした。 [ 132 ]ロケット自体の高さは67フィート（20メートル）で、アトラス・マーキュリー宇宙船の打ち上げ時の全高は95フィート（29メートル）でした。[ 134 ]

アトラスの第1段は、液体燃料を燃焼する2つのエンジンを搭載したブースタースカートでした。[ 135 ] [注 11 ]これは、より大きな第2段のサステナーエンジンと相まって、マーキュリー宇宙船を軌道に乗せるのに十分なパワーを提供しました。[ 132 ]両段とも、打ち上げ直後から点火され、第2段のサステナーエンジンの推力が第1段の開口部を通過しました。第1段から分離された後、サステナーステージは単独で飛行を続けました。サステナーは、ジャイロスコープで誘導されるスラスタによってロケットの操縦も行いました。[ 136 ]精密な操縦のために、側面に小型のバーニアロケットが追加されました。[ 132 ]

  • ワロップス島に集結するリトル・ジョー
    ワロップス島に集結するリトル・ジョー
  • 第5発射施設におけるレッドストーンの組み立て
    第5発射施設におけるレッドストーンの組み立て
  • ケープカナベラルでアトラスを荷降ろし
    ケープカナベラルでアトラスを荷降ろし
  • 宇宙船を搭載したアトラスが、発射施設14の発射台に置かれている
    宇宙船を搭載したアトラスが、発射施設14の発射台に置かれている

宇宙飛行士

左から：グリソム、シェパード、カーペンター、シラー、スレイトン、グレン、クーパー、1962年

NASAは1959年4月9日に、マーキュリー・セブンとして知られる以下の7人の宇宙飛行士を発表しました。 [ 137 ] [ 138 ]

名前 打ち上げ ランク ユニット 生まれる 死亡
M. スコット カーペンター1962年5月24日 中尉米海軍1925 2013
L. ゴードン・クーパー1963年5月15日 キャプテンアメリカ空軍1927 2004
ジョン・H・グレン・ジュニア1962年2月20日 選考科目米海兵隊1921 2016
ヴァージル・I・グリソム1961年7月21日 キャプテンアメリカ空軍 1926 1967
ウォルター・M・シラー・ジュニア1962年10月3日 少佐米海軍 1923 2007
アラン・B・シェパード・ジュニア1961年5月5日 少佐米海軍 1923 1998
ドナルド・K・スレイトン選考科目アメリカ空軍 1924 1993

アラン・シェパードは1961年5月5日に弾道飛行を成功させ、アメリカ人として初めて宇宙飛行士となった。 [ 139 ]マーキュリー・レッドストーン3号では、シェパードはフリーダム7号カプセルで15分28秒間飛行し、打ち上げと大気圏再突入時の高重力に耐えられることを実証した。シェパードは後にアポロ計画にも参加し、アポロ14号では月面を歩いた唯一のマーキュリー計画宇宙飛行士となった。[ 140 ] [ 141 ]

ガス・グリソムは1961年7月21日、マーキュリー・レッドストーン4号で宇宙飛行した2人目のアメリカ人となった。リバティベル7号の着水後、側面のハッチが開きカプセルは沈没したが、グリソムは無事に回収された。彼の飛行は、NASAに軌道飛行への移行への自信を与えた。グリソムはその後、ジェミニ計画とアポロ計画に参加したが、1967年1月にアポロ1号の打ち上げ前テスト中に亡くなった。[ 142 ] [ 143 ]

ジョン・グレンは、1962年2月20日、マーキュリー・アトラス6号で地球を周回した最初のアメリカ人となった。飛行中、フレンドシップ7号は自動操縦システムに問題を抱えたが、グレンは手動で宇宙船の姿勢制御に成功した。彼は1964年、アポロ計画には選ばれないだろうと判断してNASAを退職し、後に米国上院議員に選出され、1974年から1999年まで務めた。在任中の1998年、STS-95のペイロード・スペシャリストとして宇宙に帰還した。[ 144 ] [ 145 ]

スコット・カーペンターは、1962年5月24日にマーキュリー・アトラス7号に搭乗し、軌道に乗った2人目の宇宙飛行士となった。この宇宙飛行は基本的にマーキュリー・アトラス6号の繰り返しであったが、大気圏再突入時の目標設定ミスにより、オーロラ7号は250マイル（400km）もコースを外れ、回収が遅れた。その後、彼は海軍の「マン・イン・ザ・シー」計画に参加し、宇宙飛行士と潜水艦搭乗員の両方を務めた唯一のアメリカ人となった。[ 146 ] [ 147 ]カーペンターにとって、マーキュリー計画は唯一の宇宙飛行となった。

ウォーリー・シラーは1962年10月3日、マーキュリー・アトラス8号のシグマ7号に搭乗して飛行した。このミッションの主な目的は、宇宙での安全を確保する環境制御や生命維持システムの開発を示すことであり、科学的実験というよりも技術評価に主眼を置いた飛行となった。このミッションは9時間13分続き、アメリカの飛行時間の新記録を樹立した。[ 148 ] 1965年12月、シラーはジェミニ6A号に搭乗し、姉妹宇宙船であるジェミニ7号と史上初の宇宙ランデブーを達成した。3年後、彼は初の有人アポロ計画であるアポロ7号の船長を務め、3度宇宙飛行した初の宇宙飛行士となり、マーキュリー、ジェミニ、アポロ計画の3つの計画に参加した唯一の人物となった。

ゴードン・クーパーは1963年5月15日、マーキュリー・アトラス9号でマーキュリー計画の最後の飛行を行った。フェイス7号での飛行は、34時間19分の飛行時間と22回の軌道周回という、アメリカのもう一つの滞空時間記録を樹立した。このミッションは、アメリカ人が単独で打ち上げられ、完全に単独軌道ミッションを遂行した最後の例となった。クーパーは後にジェミニ計画に参加し、ジェミニ5号で再び滞空時間記録を更新した。[ 149 ] [ 150 ]

ディーク・スレイトンは1962年に心臓病のため飛行停止となったが、NASAに残り、宇宙飛行士室の上級管理者に任命され、後にジェミニ計画の開始時にフライトクルーオペレーションの副部長も兼任した。1972年3月13日、医師が彼の冠動脈疾患がもはやないことを確認した後に、スレイトンは飛行状態に復帰し、翌年アポロ・ソユーズテスト計画に配属され、1975年にスレイトンがドッキングモジュールのパイロットを務めて飛行が成功した。ASTPの後、彼はスペースシャトルプログラムの進入着陸テスト（ALT）と軌道飛行テスト（OFT）を管理し、1982年にNASAを退職した。

宇宙飛行士たちの任務の一つは広報で、報道陣のインタビューに応じたり、プロジェクトの製造施設を訪問してマーキュリー計画に携わった人々と話をしたりした。[ 151 ]報道陣は特にジョン・グレンが好きで、7人の中で一番の話し手と考えられていた。[ 152 ]彼らは自分たちの体験談を『ライフ』誌に売り、同誌は彼らを「愛国心があり、神を敬う家族思いの男」として描いた。[ 153 ]また、『ライフ』誌は宇宙飛行士たちが宇宙にいる間、彼らの家族と一緒に家にいることも許された。[ 153 ]プロジェクトの間、グリソム、カーペンター、クーパー、シラー、スレイトンはラングレー空軍基地内またはその付近で家族と一緒に過ごした。グレンは基地に住み、週末にワシントン DC の家族を訪ねた。シェパードは家族と一緒にバージニア州のオセアナ海軍航空基地に住んでいた。

1967年のアポロ1号の火災で亡くなったグリソムを除いて、他の6人は退職後も生き残り、1993年から2016年の間に亡くなりました。[ 154 ]

宇宙飛行士の任務

選抜と訓練

マーキュリー計画以前は、宇宙飛行士を選抜する手順は存在しなかったため、NASA は選抜プロセスと最初の選択の両方において、広範囲にわたる先例を確立することとなった。 1958 年末、選抜対象者に関する様々な案が、国や民間宇宙計画内部で非公式に議論され、また一般大衆の間でも議論された。 当初は、広く一般から志願者を募る案もあった。ロッククライマーやアクロバット師などのスリルを求める人々の応募も認められたが、この案は、宇宙飛行のような事業には航空工学の専門的な訓練と教育を受けた人材が必要であることを理解していた NASA 職員によってすぐに却下された。 1958 年後半までに、NASA 職員は、選抜対象者の中心をテストパイロットに置くこととした。[ 156 ]アイゼンハワー大統領の強い要望により、候補者はさらに現役軍のテストパイロットに絞り込まれ、候補者数は508名に設定された。[ 157 ]これらの候補者は、米海軍または米海兵隊の海軍航空パイロット(NAP)、または米空軍の上級またはコマンド等級のパイロットであった。これらの飛行士は長い軍歴があり、NASA職員に決定の根拠となる背景情報をより多く提供した。さらに、これらの飛行士は当時最先端の航空機の操縦に熟練しており、宇宙飛行士という新しい職に最も適した資格を持っていた。[ 156 ]この当時、女性は軍隊での飛行を禁止されていたため、テストパイロットの資格を得ることができなかった。つまり、女性候補者は誰も宇宙飛行士の称号を得ることができないということであった。 NASAのX-15民間パイロット、ニール・アームストロングも失格となったが、彼は1958年に米空軍のMan in Space Soonest計画（この計画はマーキュリー計画に取って代わられた）に選ばれていた。[ 158 ]アームストロングは朝鮮戦争中に戦闘経験のあるNAPであったが、1952年に現役を退いた。[ 7 ] [ n 12 ]アームストロングは1962年にNASAの第2グループに選ばれてNASA初の民間宇宙飛行士となり[ 160 ]、1969年に人類初の月面着陸を果たした。[ 161 ]

さらに、候補者は25歳から40歳までで、身長が5フィート11インチ（1.80メートル）以下で、STEM分野の大学学位を持っていることが規定されました。[ 7 ]大学学位の要件により、音速を超えた最初の人物であるアメリカ空軍のX-1パイロット、当時中佐（後に准将）のチャック・イェーガーは除外されました。[ 162 ]彼は後にプロジェクトの批評家となり、民間宇宙計画を嘲笑し、宇宙飛行士を「缶詰のスパム」と呼びました。[ 163 ]ジョン・グレンも大学の学位を持っていませんでしたが、影響力のある友人を使って選考委員会に採用されました。[ 164 ]アメリカ空軍の戦闘機パイロットで成層圏気球乗りの​​ジョセフ・キッティンジャー大佐（後に大佐）はすべての要件を満たしていましたが、同時代のプロジェクトにとどまることを好みました。[ 162 ]他の候補者たちは、有人宇宙飛行にマーキュリー計画を超える将来性があると信じなかったため辞退した。[ 162 ] [注 13 ]最初の 508 人の中から 110 人が面接に選ばれ、面接から 32 人がさらに身体と精神のテストを受けるために選ばれた。[ 166 ]彼らの健康、視力、聴力に加え、騒音、振動、重力加速度、個人的な孤立、暑さへの耐性が検査された。[ 167 ] [ 168 ]特別な部屋で、彼らは混乱した状況下で任務を遂行できるかどうかテストされた。[ 167 ]候補者たちは自分自身に関する 500 以上の質問に答え、さまざまな画像で見たものを説明する必要があった。[ 167 ]後にジェミニ計画とアポロ計画で宇宙飛行士となった海軍中尉 (後の大尉) のジム・ラベルは身体検査に合格しなかった。[ 162 ]これらのテストの後、グループは6人の宇宙飛行士に絞り込まれる予定でしたが、最終的には7人を残すことが決定されました。[ 169 ]

宇宙飛行士たちは、選抜に使用されたのと同じ訓練の一部を含む訓練プログラムを受けた。[ 41 ]海軍航空開発センターの遠心分離機で打ち上げと再突入の重力加速度プロファイルをシミュレートし、6Gを超える重力にさらされたときに必要な特別な呼吸法を教わった。[ 170 ]無重力訓練は航空機内で行われ、最初は2人乗りの戦闘機の後部座席で、後に改造されてクッション付きの貨物機で行われた。[ 171 ]ルイス飛行推進研究所の多軸スピンテスト慣性施設 (MASTIF) と呼ばれる機械で、回転する宇宙船の姿勢制御ハンドルをシミュレートして使用し、回転する宇宙船の制御を練習した。[ 172 ] [ 173 ]軌道上で正しい姿勢を見つけるためのさらなる手段は、プラネタリウムとシミュレータでの星と地球の認識訓練であった。[ 174 ]通信と飛行手順はフライトシミュレーターで訓練された。最初は1人の補助員と一緒に訓練され、後にミッションコントロールセンターと一緒に訓練された。[ 175 ]復旧はラングレーのプールで訓練され、後にはフロッグマンとヘリコプターの乗組員と一緒に海上で訓練された。[ 176 ]

ミッションプロフィール

弾道ミッション

プロフィール。説明は時刻表をご覧ください。破線：無重力領域。

レッドストーンロケットを使用してカプセルを2分30秒間押し上げ、高度32海里（59 km）まで上昇させた。カプセルはブースター分離後も弾道曲線を描いて上昇を続けた。[ 177 ] [ 178 ]同時に発射脱出システムも切り離された。曲線の頂点で、宇宙船の逆噴射ロケットが試験目的で点火されたが、軌道速度に達していなかったため再突入に必要ではなかった。宇宙船は大西洋に着陸した。[ 179 ]弾道飛行ミッションは約15分かかり、遠地点高度は102〜103海里（189〜191 km）、ダウンレンジ距離は262海里（485 km）であった。[ 150 ] [ 180 ]ブースターと宇宙船が分離してから、空気が宇宙船の速度を落とし始める再突入まで、パイロットは画像に示すように無重力状態を体験する。[ n 14 ]回復手順は軌道ミッションと同じである。[AS]

軌道ミッション

打ち上げ直前の第14発射施設（整備塔は脇に移動）。ブロックハウスでは打ち上げ準備が進められていた。

ミッションの準備は、主任宇宙飛行士と予備宇宙飛行士の選考から1か月前に始まり、彼らはミッションのために一緒に訓練することになりました。[ 181 ]打ち上げの3日前から、宇宙飛行士は飛行中に排便する必要を最小限にするために特別な食事を摂りました。 [ 182 ]旅行当日の朝、彼は通常ステーキの朝食を食べました。[ 182 ]体にセンサーを取り付けて圧力服を着用した後、宇宙船の雰囲気に備えるために純酸素を吸い始めました。[ 183 ]​​ 彼は発射台に到着し、エレベーターで発射塔まで上がり、打ち上げの2時間前に宇宙船に入りました。[ 184 ] [注 15 ]宇宙飛行士が内部で安全を確保した後、ハッチがボルトで締められ、発射エリアは避難させられて移動式タワーはロールバックされました。[ 185 ]この後、打ち上げ機は液体酸素で満たされました。[ 185 ]打ち上げ準備と宇宙船の打ち上げの全手順は、カウントダウンと呼ばれるタイムテーブルに従って行われた。打ち上げ前日のプレカウントから始まり、打ち上げ機と宇宙船の全システムが点検された。その後、15時間の待機期間が続き、その間に花火が設置された。そして、軌道飛行の場合は打ち上げ6時間半前（T = 390分）にメインカウントダウンが開始され、打ち上げ時刻（T = 0）まで逆算し、軌道投入時刻（T + 5分）まで順算してカウントダウンが行われた。[ 184 ] [ n 16 ]

打ち上げと再突入のプロファイル: AC: 打ち上げ; D: 軌道投入; EK: 再突入と着陸

軌道ミッションでは、アトラスのロケットエンジンは打ち上げの4秒前に点火された。打ち上げ機はクランプで地面に固定され、打ち上げ時に十分な推力が蓄積されると切り離された（A）。[ 187 ] 30秒の飛行後、機体に対する動圧が最大になった時点で、宇宙飛行士は激しい振動を感じた。 [ 188 ] 2分10秒後、2つの外側のブースターエンジンが停止し、後方スカートとともに切り離されたが、中央のサステナーエンジンは作動したままであった（B）。[ 184 ]この時点で、打ち上げ脱出システムは不要になり、分離ロケットによって宇宙船から切り離された（C）。[ 56 ] [ n 17 ]宇宙船は徐々に水平姿勢になり、高度 87 海里 (161 km) でサステイナ エンジンが停止し、宇宙船は軌道に投入された ( D )。[ 190 ]これは 5 分 10 秒後に東の方向に起こり、宇宙船は地球の自転から速度を得ることになる。[ 191 ] [ n 18 ]ここで宇宙船は 3 基のポジグレード ロケットを 1 秒間噴射し、打ち上げロケットから分離した。[ 193 ] [ n 19 ]軌道投入とサステイナ エンジン停止の直前に、重力加速度が 8 g (弾道飛行の場合は 6 g) に達した。[ 188 ] [ 195 ]軌道上では、宇宙船は自動的に180度回転し、逆噴射装置を前方に向け、機首を14.5度下に向けた状態で、地上との通信を容易にするために、残りの軌道フェーズの間この姿勢を維持した。[ 196 ] [ 197 ] [ n 20 ]

軌道に入ったら、宇宙船は再突入を開始する以外に軌道を変えることはできなかった。 [ 199 ]各軌道は通常、完了するのに 88 分かかる。[ 200 ]軌道の最低点は近地点と呼ばれ、高度約 87 海里 (161 km) にあり、最高点は遠地点と呼ばれ、高度約 150 海里 (280 km) にあった。[ 180 ]軌道を離れるとき ( E )、逆噴射の角度は飛行経路の角度から下向きに 34° だった。[ 196 ]逆噴射ロケットは5 秒後に 1 つがもう 1 つを開始する順序で、それぞれ 10 秒間 ( F ) 噴射された。 [ 193 ] [ 201 ]再突入中 ( G )、宇宙飛行士は約 8 g (弾道飛行ミッションでは 11～12 g) を経験する。[ 202 ]熱シールド周辺の温度は3,000 °F（1,600 °C）まで上昇し、同時に宇宙船周辺の空気のイオン化により2分間の通信不能が発生した。 [ 203 ] [ 58 ]

再突入後、小型のドラッグパラシュート ( H ) が高度 21,000 フィート (6,400 メートル) で展開され、宇宙船の降下を安定させた。[ 67 ]メインパラシュート ( I ) は高度 10,000 フィート (3,000 メートル) で展開され、最初は狭い開口部から始まり、数秒で完全に開き、ラインへの負担を軽減した。[ 204 ]水面に衝突する直前に、耐熱シールドの後ろからランディングバッグが膨らみ、衝撃の力を軽減した ( J )。[ 204 ]着陸するとパラシュートが開放された。[ 64 ]アンテナ ( K ) が上げられ、船やヘリコプターで追跡できる信号が送信された。[ 64 ]さらに、宇宙船の位置を上空からより視認性よくするため、緑色のマーカー染料が宇宙船の周囲に撒かれた。[ 64 ] [ n 21 ]ヘリコプターで運ばれたフロッグマンは、宇宙船の周りにカラーを膨らませて、水中で宇宙船を直立させた。[ 206 ] [ n 22 ]回収ヘリコプターが宇宙船に引っ掛かり、宇宙飛行士は脱出ハッチを吹き飛ばしてカプセルから脱出した。[ 63 ]その後、彼はヘリコプターに引き上げられ、最終的に彼と宇宙船の両方が宇宙船まで運ばれた。[ n 23 ]

地上管制

フロリダ州ケープカナベラルにあるマーキュリー・コントロールセンターの内部。地上の宇宙船の位置を示す制御盤が目立つ。
ケープカナベラル管制センター内部（マーキュリー・アトラス8号）

マーキュリー計画の支援要員の数は通常約18,000人で、そのうち約15,000人が回収作業に携わった。[ 2 ] [ 207 ] [注 24 ]その他のほとんどは、赤道付近に設置された18のステーションからなるワールドワイド追跡ネットワークから宇宙船を追跡した。これは人工衛星用に使用されたネットワークをベースとし、1960年に整備された。[ 210 ]それは宇宙船からデータを収集し、宇宙飛行士と地上の双方向通信を提供した。[ 211 ]各ステーションの範囲は700海里 (1,300 km) で、1回の通過時間は通常7分だった。[ 212 ]地上のマーキュリー計画の宇宙飛行士は、軌道上の宇宙飛行士と通信するカプセル通信員、またはCAPCOMの役割を担う。[ 213 ] [ 214 ] [ n 25 ]宇宙船からのデータは地上に送られ、ゴダード宇宙センターの冗長化されたトランジスタ化されたIBM 7090コンピュータのペアによって処理され[ 215 ] 、ケープカナベラルのマーキュリー管制センターに中継された。[ 216 ]管制センターでは、データは世界地図の両側のボードに表示され、宇宙船の位置、地上の軌道、そして30分以内に緊急着陸できる場所が示された。[ 197 ]

マーキュリーの地上管制に関連した他のコンピュータには、ケープカナベラルにある真空管ベースのIBM 709システム（打ち上げ途中の打ち上げ中止が必要かどうか、打ち上げ中止カプセルの着陸場所を決定する）、バミューダにある別のIBM 709（ゴダードにあるトランジスタベースのIBM 7090マシン2台のバックアップとして機能）、および打ち上げ中にアトラスに無線誘導を行うバローズ-GEシステムが含まれていた。[ 215 ]

ワールドワイドトラッキングネットワークは、1980年代に衛星中継システムに置き換えられるまで、その後の宇宙計画に貢献し続けました。[ 217 ]ミッションコントロールセンターは1965年にケープカナベラルからヒューストンに移転されました。 [ 218 ]

追跡ネットワーク
  • マーキュリー・アトラス8号の地上軌道と追跡局。宇宙船はフロリダ州ケープカナベラルから出発し、東へ移動する。地球の自転により、軌道は左へ移動する。北緯32.5度から南緯32.5度の間を移動する。[219] 凡例：1～6：軌道番号。黄色：打ち上げ。黒丸：追跡局。赤：局の射程範囲。青：着陸。
    マーキュリー・アトラス8号の地上軌道と追跡局。宇宙船はフロリダ州ケープカナベラルから東へ移動する。地球の自転により、軌道は左へ移動する。北緯32.5度から南緯32.5度の間を移動する。[ 219 ]凡例：1～6：軌道番号。黄色：打ち上げ。黒丸：追跡局。赤：局の到達範囲。青：着陸。

フライト

マーキュリー計画の着陸地点
/
ケープカナベラル
ハワイ

1961年4月12日、ソ連の宇宙飛行士ユーリイ・ガガーリンが軌道飛行で宇宙を訪れた最初の人間となった。[ 220 ]アラン・シェパードは3週間後の1961年5月5日、弾道飛行で宇宙を訪れた最初のアメリカ人となった。 [ 139 ] 3人目のマーキュリー計画宇宙飛行士ジョン・グレン氏は1962年2月20日に軌道に到達した最初のアメリカ人となったが、これはソ連が1961年8月に2人目の宇宙飛行士ゲルマン・チトフを打ち上げて終日の飛行を行った後のことであった。 [ 221 ]さらに3回のマーキュリー計画軌道飛行が行われ、1963年5月16日の終日、22周回の軌道飛行で終了した。[ 150 ]しかし、ソ連は翌月ボストーク計画を終了し、ボストーク5号による82周回、ほぼ5日間の飛行で有人宇宙飛行の持続記録を樹立した。[ 222 ]

有人

マーキュリー計画の有人飛行は6回すべて成功したが、計画中にいくつかの飛行が中止された（下記参照）。[ 150 ]主な医学的問題は、単純な個人衛生の問題と、飛行後の低血圧症状であった。[ 2 ]打ち上げ機は無人飛行で試験されていたため、有人ミッションの番号は1から始まらなかった。[ 223 ]また、別々に番号が付けられた2つのシリーズがあった。MRは「マーキュリー・レッドストーン」（弾道飛行）を、MAは「マーキュリー・アトラス」（軌道飛行）を表す。宇宙飛行士はパイロットの伝統に従い、それぞれが宇宙船に名前を付けたため、これらの名前はあまり使われなかった。彼らは7人の宇宙飛行士を記念して、「7」で終わる名前を選んだ。[ 56 ] [ 138 ]宇宙船の製造番号はミッションの順序と一致しておらず、一部のカプセルは予備として確保されていたり、テストに使用されていたりする。[ 224 ]時刻は協定世界時、現地時間+5時間です。MA = マーキュリー・アトラス、MR = マーキュリー・レッドストーン、LC = 発射施設。[ n 26 ]

ミッション 宇宙船No. コールサイン パイロット 打ち上げ 間隔 軌道 遠地点マイル（km） 近地点マイル（km） 最高速度mph (km/h) ミスマイル (km)
時間サイト
MR-37 フリーダム7シェパード1961年5月5日14時34分 LC-515分22秒 0 117 (188) — 5,134 (8,262) 3.5 (5.6)
MR-411 リバティベル7グリッソム1961年7月21日12時20分 LC-5 15分37秒 0 118 (190) — 5,168 (8,317) 5.8 (9.3)
MA-613 友情7グレン1962年2月20日14時47分 LC-144時間55分23秒 3 162 (261) 100 (161) 17,544 (28,234) 46 (74)
MA-718 オーロラ7大工1962年5月24日12時45分 LC-14 4時間56分5秒 3 167 (269) 100 (161) 17,549 (28,242) 248 (400)
MA-816 シグマ7シラー1962年10月3日12時15分 LC-14 9時間13分15秒 6 176 (283) 100 (161) 17,558 (28,257) 4.6 (7.4)
MA-920 信仰7クーパー1963年5月15日13時4分 LC-14 1日10時間19分49秒 22 166 (267) 100 (161) 17,547 (28,239) 5.0 (8.1)
  • ホワイトハウスのテレビで観戦したシェパードの飛行。1961年5月。
    シェパードの飛行をホワイトハウスのテレビで観る。1961年5月。
  • ジョン・グレン氏が大統領から表彰される。1962年2月
    ジョン・グレン氏が大統領から表彰される。1962年2月
  • マーキュリー9号のスペルを綴る乗組員がいるUSSキアサージ。1963年5月。
    マーキュリー9号のスペルを綴る乗組員がいるUSSキアサージ。1963年5月。

無人飛行とチンパンジー飛行

20回の無人飛行では、リトルジョー、レッドストーン、アトラスの各ロケットが使用された。[ 138 ]これらは、ロケット、打ち上げ脱出システム、宇宙船、追跡ネットワークの開発に使用された。[ 223 ]スカウトロケットの1回の飛行では、地上追跡ネットワークのテストのためにマーキュリー通信コンポーネントを搭載した特殊な衛星の打ち上げが試みられたが、ブースターは打ち上げ直後に故障した。リトルジョー計画では、7機の機体が8回の飛行に使用され、そのうち3回が成功した。2回目のリトルジョー飛行は、最初の5機の機体が割り当てられた後に計画に組み込まれたため、リトルジョー6号と名付けられた。[ 241 ] [ 182 ]これらのテスト飛行には、量産宇宙船とボイラープレートが使用された。[ 224 ]

ミッション[ n 32 ]宇宙船No. 打ち上げ 間隔 目的 結果
リトル・ジョー1定型文 1959年8月21日 20秒 飛行中の発射脱出システムのテスト。 失敗
ビッグ・ジョー1ビッグジョーの定型文 1959年9月9日 13分00秒 熱シールドとアトラス/宇宙船インターフェースのテスト。 部分的な成功
リトル・ジョー6定型文 1959年10月4日 5分10秒 宇宙船の空気力学と完全性のテスト。 部分的な成功
リトルジョー1A定型文 1959年11月4日 8分11秒 ボイラープレートカプセルによる飛行中の打ち上げ脱出システムのテスト。 部分的な成功
リトル・ジョー2定型文 1959年12月4日 11分6秒 高高度における霊長類を用いた脱出システムのテスト。 成功
リトル・ジョー 1B定型文 1960年1月21日 8分35秒 ボイラープレートカプセルを使用した霊長類の最大q中止および脱出テスト。 成功
ビーチアボート1 1960年5月9日 1分31秒 発射台外緊急脱出システムのテスト。 成功
マーキュリー・アトラス1号4 1960年7月29日 3分18秒 宇宙船とアトラスの組み合わせのテスト。 失敗
リトル・ジョー53 1960年11月8日 2分22秒 量産宇宙船を使用した、最初のリトル ジョー脱出システム テスト (max-q)。 失敗
マーキュリー・レッドストーン1号2 1960年11月21日 2秒 宇宙船とレッドストーンの組み合わせの適格性。 失敗
マーキュリー・レッドストーン1A2 1960年12月19日 15分45秒 宇宙船とレッドストーンの組み合わせの適格性。 成功
マーキュリー・レッドストーン2号5 1961年1月31日 16分39秒 ハムという名のチンパンジーを乗せた宇宙船の資格。 成功
マーキュリー・アトラス2号6 1961年2月21日 17分56秒 認定された Mercury/Atlas インターフェース。 成功
リトルジョー 5A14 1961年3月18日 5分25秒 量産型マーキュリー宇宙船による脱出システムの2回目のテスト。 部分的な成功
マーキュリー・レッドストーンBD定型文 1961年3月24日 8分23秒 レッドストーンの最終テスト飛行。 成功
マーキュリー・アトラス3号8 1961年4月25日 7分19秒 ロボット宇宙飛行士による軌道飛行。[ 242 ] [ 243 ] [ n 33 ]失敗
リトル・ジョー 5B14 1961年4月28日 5分25秒 量産宇宙船による脱出システムの3回目のテスト。 成功
マーキュリー・アトラス4号8 1961年9月13日 1時間49分20秒 軌道上のロボット宇宙飛行士による環境制御システムのテスト。 成功
マーキュリー・スカウト1号- 1961年11月1日 44秒 水星追跡ネットワークをテストするための特別な衛星。 失敗
マーキュリー・アトラス5号9 1961年11月29日 3時間20分59秒 チンパンジーのエノスを使った軌道上での環境制御システムのテスト。 成功
  弾道飛行後の有人飛行
  • リトル ジョー 1B 号の進水式の様子（ミス サム、1960 年）
    リトル ジョー 1B 号の進水式の様子（ミス サム、1960 年）
  • マーキュリー・レッドストーン1号：1960年、4インチ打ち上げ後の脱出システムの打ち上げ
    マーキュリー・レッドストーン1号：1960年、4インチ打ち上げ後の脱出システムの打ち上げ
  • マーキュリー・レッドストーン2号：ハム、1961年
    マーキュリー・レッドストーン2号：ハム、1961年
  • マーキュリー・アトラス5号：エノス、1961年
    マーキュリー・アトラス5：エノス、1961年

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水星・木星（中央）とレッドストーン（左）およびアトラス（右）を比較します。
水星・木星（中央）とレッドストーン（左）およびアトラス（右）を比較します。

予定されていた飛行のうち9便が欠航となった。

マーキュリー・ジュピター計画は、ジュピターミサイルにマーキュリーカプセルを搭載した弾道ロケットによる打ち上げ計画として提案された。マーキュリー計画を支援するため、2回の飛行が計画された。マーキュリー・ジュピター1号飛行は耐熱シールド試験を目的とした。マーキュリー・ジュピター2号飛行は、チンパンジーを乗せた量産型マーキュリー宇宙船の最大動圧認定試験として計画された。[ 272 ] 1958年10月の計画開始から1年も経たない1959年7月1日、予算の制約により飛行は中止された。[ 273 ]

他の4人の宇宙飛行士のための弾道飛行が計画されていたが、飛行回数は徐々に削減され、最終的にチトフの飛行後、残りの飛行はすべてキャンセルされた。[ 274 ] [ 275 ] [注37 ]

マーキュリー・アトラス9号は、その後も1日飛行、さらには3日間の飛行を行う予定でしたが、ジェミニ計画の到来により不要と判断されました。前述の通り、ジュピターブースターは別の目的で使用されることが想定されていました。

ミッション パイロット 予定されている打ち上げ キャンセル
水星-木星1 1959年7月1日[ 277 ]
水星-木星2 チンパンジー 1960年第1四半期 1959年7月1日[ 277 ] [ n 38 ]
マーキュリー・レッドストーン5号 グレン（おそらく） 1960年3月[ 275 ]1961年8月[ 279 ]
マーキュリー・レッドストーン6号 1960年4月[ 275 ]1961年7月[ 280 ]
マーキュリー・レッドストーン7号 1960年5月[ 275 ]
マーキュリー・レッドストーン8号 1960年6月[ 275 ]
マーキュリー・アトラス10号シェパード 1963年10月 1963年6月13日[ n 39 ]
マーキュリー・アトラス11号 グリッソム 1963年第4四半期 1962年10月[ 282 ]
マーキュリー・アトラス12 シラー 1963年第4四半期 1962年10月[ 283 ]

遺産

1963年5月、ニューヨーク市でゴードン・クーパーのティッカーテープパレード

今日、マーキュリー計画はアメリカ初の有人宇宙計画として記念されている。[ 284 ]ソ連との競争には勝利しなかったが、国家の威信を取り戻し、科学的にはジェミニ、アポロ、スカイラブなどの後の計画の成功した先駆けとなった。[ 285 ] [注40 ]

1950年代には、有人宇宙飛行が可能かどうか疑問視する専門家もいた。[ n 41 ]それでも、ジョン・F・ケネディが大統領に選出されると、彼自身を含め多くの人がこの計画に疑問を抱いた。[ 288 ]大統領として、彼はフリーダム7号の打ち上げの数ヶ月前にこの計画を支持することを選択、[ 289 ]この計画は国民に大成功を収めた。[ 290 ] [ n 42 ]その後、アメリカ国民の大多数が有人宇宙飛行を支持し、数週間以内にケネディは1960年代末までに月面に着陸し地球に無事帰還する有人ミッションの計画を発表した。[ 294 ]

飛行した6人の宇宙飛行士にはメダルが授与され、[ 295 ]パレードに参加し、そのうち2人は米国議会の合同会議で演説するよう招待された。[ 296 ]これまで宇宙飛行士プログラムの資格を満たした女性がいなかったため、女性でもできるかどうかという疑問が生じた。このことが、メディアによってマーキュリー13号と名付けられたプロジェクトの開発につながり、13人のアメリカ人女性がテストに合格した。マーキュリー13号プログラムは、NASAによって正式に実施されたものではない。NASAの医師ウィリアム・ランドルフ・ラヴレスによって創設された。彼は、マーキュリー計画のためにNASAの最初の7人の男性宇宙飛行士を選抜するために使用された身体的および心理的テストを開発した。女性たちは身体的および心理的テストを受けたが、民間資金によるこのプログラムはすぐに中止されたため、トレーニングを完了することは求められなかった。1978年に数人がようやくスペースシャトルプログラムに合格するまで、宇宙飛行士プログラムの資格を適切に満たした女性候補者はいなかった。[ 297 ]

バージニア州ハンプトンとニューポートニューズのミリタリーハイウェイはマーキュリーブールバードに改名された。[ 298 ]

2011年2月25日、世界最大の技術専門団体である電気電子学会は、マーキュリー宇宙船で初めて発表された重要な発明に対して、ボーイング（マクドネル・エアクラフトの後継会社）にマイルストーン賞を授与した。[ 299 ] [ n 43 ]

映画での描写

短編ドキュメンタリー『ジョン・グレン物語』は 1962 年に公開されました。

このプログラムは映画では、トム・ウルフの1979年の同名書籍を1983年に映画化した『ライトスタッフ』 [ 300 ]、1998年のHBOミニシリーズ『From the Earth to the Moon』、2016年の映画『Hidden Figures』、そして同じくトム・ウルフの書籍を原作とした2020年のDisney+シリーズ『ライトスタッフ』で描かれた。

記念行事

1964年、ケープカナベラルの第14発射施設の近くに、マーキュリー計画を記念する記念碑が公開されました。この記念碑には、水星のシンボルと数字の7を組み合わせた金属製のロゴが描かれています。[ 301 ] このデザインは、1960年にマーキュリー計画の宇宙飛行士に初めて襟章として支給されました。[ 302 ] 1962年、米国郵便公社はマーキュリー・アトラス6号の飛行を記念してマーキュリー計画の記念切手を発行しました。これは、米国の郵便物で有人宇宙船が描かれた最初の切手でした。[ 303 ] [注 44 ]

ディスプレイ

飛行した宇宙船は、飛行しなかった宇宙船とともにアメリカ合衆国で展示されています。フレンドシップ7号（宇宙船13号）は、通称「第4周回軌道」として知られる世界周回飛行を行いました。[ 305 ]

パッチ

マーキュリー計画の後、コレクターを満足させるために起業家によって記念パッチがデザインされました。[ 306 ] [ n 46 ]

ビデオ

  • 2012年7月の友情50周年を記念したジョン・グレンによるドキュメンタリー。

宇宙計画の比較

  • アポロ（最大）、ジェミニ、マーキュリー（最小）のブースターと宇宙船を比較した NASA のイラスト。
    アポロ（最大）、ジェミニ、マーキュリー（最小）のブースターと宇宙船を比較した NASA のイラスト。

参照

注記

  1. ^プロジェクトは開始から最初の軌道ミッションまでで22ヶ月遅れた。 [ 2 ] 12社の主契約者、75社の主要下請け業者、約7200社の三次下請け業者が関与していた。 [ 2 ] NASAが1969年に作成した費用見積もりは3億9260万ドルで、内訳は宇宙船：1億3530万ドル、打ち上げロケット：8290万ドル、運用：4930万ドル、追跡運用および機器：7190万ドル、施設：5320万ドルであった。 [ 3 ] [ 4 ]
  2. ^マン・イン・スペース・スーネストは、4段階の月面着陸計画の最初の部分であり、1965年に完了すると推定され、総額15億ドル（インフレ調整後162億ドル）の費用がかかり、「スーパータイタン」ロケットで打ち上げられる予定だった。 [ 9 ]
  3. ^リトル・ジョーという名前は、クラップスのゲームでダブルデュースが出たとき、それがこの機体の設計図にある4つのロケットの配置に似ていたことから、設計者によって採用された。 [ 34 ]
  4. ^海軍によれば、NASAが1960年夏に計画した回収作業は、大西洋艦隊全体の派遣を必要とし、マーキュリー計画全体よりも費用がかかった可能性があるという。 [ 45 ]
  5. ^酸素以外のガスの使用を一切禁止するという決定は、1960年4月21日に発生した重大事故を契機に決定づけられた。マクドネル・エアクラフト社のテストパイロット、G・B・ノースが真空チャンバー内でマーキュリー号のキャビン／宇宙服の大気システムをテスト中に意識を失い、重傷を負った。問題は、キャビンから漏れ出した窒素を多く含んだ（酸素の少ない）空気が彼の宇宙服の給気口に流入していたことだった。 [ 77 ]
  6. ^パイロットと宇宙船のデータは自動的に地上に送られ、テレメトリと呼ばれます。 [ 81 ]
  7. ^水分と尿は飲料水として再利用された。 [ 49 ]
  8. ^ロケット機による有人宇宙飛行へのアプローチは、空軍のダイナソア計画で追求されたが、1963年に中止された。 [ 101 ] 1960年代後半、NASAは再利用可能な宇宙機の開発を開始し、これは最終的にスペースシャトル計画へと発展した。 [ 102 ]宇宙に初めて到達したロケット機は1963年のX-15であった。 [ 103 ]
  9. ^格納庫でのマーキュリー・レッドストーン2号の試験と改修には110日を要した。 [ 109 ]格納庫Sはチンパンジーの訓練も行われていた場所である。 [ 110 ]
  10. ^これらの宇宙船には、番号の後に文字による指定が与えられました。例：2B、15B。 [ 113 ]いくつかは2回変更されました。例：宇宙船15は15Aになり、その後15Bになりました。 [ 114 ]
  11. ^当時、「ブースター」という言葉は、打ち上げロケットの第一段を指すこともあった。後に、「ブースター」はスペースシャトルのように、主ロケットの側面に取り付けられた追加の単段式ロケットを指すようになった。
  12. ^アームストロングはアメリカ海軍予備役の少尉として海軍を退役し、1960年に辞任した。 [ 159 ]
  13. ^プロジェクト開始当初、アイゼンハワー大統領とNASA初代長官TKグレナンは、アメリカが人類初の宇宙飛行を行い、宇宙開発競争に終止符を打つだろうと信じていた。 [ 165 ]
  14. ^ただし、パイロットが重力加速度を経験する 20 秒間の逆噴射を除く。
  15. ^宇宙船内では他の宇宙飛行士が「ハンドボール禁止」などの悪ふざけを用意していた。 [ 185 ]
  16. ^カウントダウンは発射施設のブロックハウスから打ち上げ2分前まで管理され、その後ミッションコントロールセンターに引き継がれた。打ち上げ前の最後の10秒間のカウントダウンは、他の職員から宇宙飛行士に伝えられ、既に開始されていたテレビ放送にも含まれていた。 [ 186 ]
  17. ^この時点より前に打ち上げが中止された場合、打ち上げ脱出システムがメインロケットを1秒間噴射し、宇宙船と宇宙飛行士を打ち上げ機から引き離し、爆発の危険性がある。 [ 70 ]この時点で、宇宙船は打ち上げ機から分離され、パラシュートを使って着陸することができる。 [ 189 ]
  18. ^投入方向は東とやや北寄りであり、これは3周回飛行において追跡ネットワークが最適に使用され、北大西洋に着陸することが可能であることを意味する。 [ 192 ]
  19. ^サステイナーは分解して落下した。フレンドシップ7号の打ち上げ後、サステイナーの一部が南アフリカで発見された。 [ 194 ]
  20. ^カプセルの漂流傾向は、小型過酸化水素スラスタを用いた姿勢制御システム（ASCS）によって自動的に抑制された。しかし、燃料節約のため、特に長期ミッションにおいては、宇宙船は時折漂流することが許容された。 [ 198 ]
  21. ^回収船の水中聴音機で探知可能なレーダーチャフとSOFAR爆弾は、最初の軌道飛行後に不要な措置として排除された。 [ 205 ]
  22. ^この首輪は弾道飛行ミッションにはまだ対応していませんでした。 [ 206 ]
  23. ^ノーズシリンダーからカプセルから脱出することも可能だったが、カーペンターだけがこれを実現した。 [ 30 ] [ 67 ]
  24. ^ TJ・オマリーがグレン打ち上げボタンを押した[ 208 ]のに対し、コンプレックス14の現場管理者兼打ち上げ指揮者のカルビン・D・ファウラーがカーペンター、シラー、クーパーの打ち上げボタンを押した[ 209 ] 。
  25. ^時折、この通信は宇宙船がアメリカ合衆国上空を通過している間にテレビの生放送で放送された。
  26. ^ Alexanderら、1966年、638-641頁。
  27. ^ 1999年に回収された。 [ 112 ]
  28. ^フレンドシップ7号の打ち上げは2ヶ月間繰り返し延期され、不満を抱いたある政治家は宇宙船とアトラスロケットの組み合わせを「配管工の悪夢の上に置かれたルーブ・ゴールドバーグの装置」に例えた。 [ 229 ]
  29. ^カーペンターが着陸地点をオーバーシュートしたのは、自動安定化装置の故障が原因で、逆噴射が宇宙船の動きと一致しなかったためである[ 232 ]
  30. ^カーペンターの任務中、アメリカ空軍の水上機が海軍艦艇より約1時間半早く着陸地点に到着し、彼の迎えを申し出た。しかし、マーキュリー号回収作戦の責任者である提督はこれを断り、この事件に関する上院公聴会が開かれた。 [ 234 ]
  31. ^ Alexanderらによればそうである可能性が高い。 [ 239 ]
  32. ^出典: Alexander & al., 1966, pp. 638–641 (他に何も記載されていない場合)。
  33. ^宇宙飛行士と同じ熱、蒸気、二酸化炭素を生成する機械。 [ 244 ]
  34. ^このクランプはその後ロケットそりでテストされた。 [ 43 ]
  35. ^レッドストーンのエンジンが停止した直後、カプセルの脱出ロケットはブースターに繋がれたカプセルを分離した。脱出ロケットは高度4,000フィート（1,200メートル）まで上昇し、約400ヤード（370メートル）離れた地点に着陸した。脱出ロケットの発射から3秒後、カプセルはドラッグパラシュートを展開し、続いて主パラシュートと予備パラシュートを展開した。 [ 256 ]
  36. ^与えられた信号に対して正しい反応をしたかどうかに応じて、バナナのペレットという形で報酬が与えられたり、軽い電気ショックという形で罰が与えられたりした。誤って、正しい答えを出したにもかかわらず電気ショックを与えてしまうこともあった。 [ 269 ]
  37. ^マーキュリー計画組織内では、弾道飛行は当初から価値が低いと批判され、サーカスのショーに例えられたこともあった。 [ 276 ]
  38. ^カプセルの最大動圧試験の提案。 [ 278 ]
  39. ^マーキュリー・アトラス10号は、1962年11月に3日間のミッションとして計画され、耐熱シールドに追加の補給物資が取り付けられていた。コールサインはフリーダム7-II。1963年1月までに、マーキュリー・アトラス9号の1日間のバックアップミッションに変更された。9号の成功を受けて中止された。 [ 281 ]
  40. ^国際規則ではパイロットは宇宙船とともに安全に着陸しなければならないとされていたが、実際にはガガーリンはパラシュートで別々に着陸した。しかしソ連は1971年までこの事実を認めず、その主張はもはや異議を唱えられる恐れがなくなった。 [ 286 ]
  41. ^スプートニク1号の5か月前の1957年5月、後に主契約者となるマクドネル社の社長は、有人宇宙飛行は1990年より前には実現しないと予測した。 [ 287 ]
  42. ^アメリカの道路沿いでは、ドライバーたちがフリーダム7号の打ち上げをラジオで追うために車を止めた。その後、世界初の軌道飛行となったフレンドシップ7号は、1億人がテレビやラジオで視聴した。 [ 291 ]シグマ7号とフェイス7号の打ち上げは、通信衛星を通じて西ヨーロッパのテレビ視聴者に生中継された。 [ 292 ]アメリカの三大ネットワークのうち2つはシグマ7号を毎分中継し、残りの1つはワールドシリーズの開幕戦を放送した。 [ 293 ]
  43. ^ボーイング社は、マーキュリー計画の先駆的な「航法・制御機器、自動操縦装置、速度安定化制御、フライ・バイ・ワイヤシステム」が評価され、この賞を受賞した。 [ 299 ]
  44. ^この切手は1962年2月20日、フロリダ州ケープカナベラルで初めて発売された。同日、初の有人軌道飛行が行われた。 [ 303 ] 2011年5月4日、郵政公社はフリーダム7号の50周年を記念した切手を発売した。フリーダム7号は同プロジェクト初の有人飛行である。 [ 304 ]
  45. ^この切手は1962年2月20日、ジョン・グレンがフレンドシップ7号で飛行した日に発行されました。この切手にはケープカナベラル郵便局の発行初日の消印が押されています。
  46. ^マーキュリー計画の宇宙飛行士が着用していた唯一のパッチはNASAのロゴと名札だった。 [ 306 ]有人マーキュリー計画の宇宙船は黒く塗装され、飛行記章、コールサイン、アメリカ国旗、そして「United States」という文字で飾られていた。 [ 56 ]

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参考文献

ウィキメディア・コモンズには、マーキュリー計画に関連するメディアがあります。
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