Mercurio-Atlas 9

El vuelo Mercury-Atlas 8 de Walter Schirra el 3 de octubre de 1962 fue tan casi perfecto que algunos en la NASA pensaron que Estados Unidos debería retirarse mientras aún estaba en la cima y hacer de MA-8 la última misión Mercury en lugar de arriesgarse a un desastre futuro. El argumento de que MA-8 debía ser la última misión Mercury sostenía que la NASA había llevado al límite el hardware Mercury de primera generación y que correr más riesgos con otra misión más larga no estaba justificado; en cambio, la NASA debería pasar al programa Gemini . Sin embargo, los funcionarios del Centro de Naves Espaciales Tripuladas creían que el equipo Mercury debía tener la oportunidad de probar a un ser humano en el espacio durante un día completo. Además, todas las naves espaciales soviéticas monoplaza Vostok lanzadas después de Vostok 1 duraron más de un día; por lo tanto, el vuelo Mercury 9 elevaría la nave espacial Mercury al mismo nivel que la soviética. ^{[ 2 ] : 486–487}

En septiembre de 1962, la NASA concluyó las negociaciones con McDonnell para modificar cuatro naves espaciales Mercury (n.° 12, n.° 15, n.° 17 y n.° 20) a una configuración que permitiera una misión de un día. Dichos cambios en las naves espaciales incluyeron la eliminación del periscopio y un conjunto redundante de propulsores, así como la adición de baterías y tanques de oxígeno adicionales. ^{[ 1 ] : 52}

En noviembre de 1962, Gordon Cooper fue elegido para pilotar la misión MA-9 y Alan Shepard fue seleccionado como reserva. ^{[ 4 ]}

La decisión de Cooper de nombrar su cápsula Faith 7 se basó en la fe que tenía en el cohete Atlas y la cápsula Mercury para llevar a cabo la misión con éxito, aunque The Washington Post informó que algunos funcionarios de la NASA se mostraron escépticos ante la idea. ^{[ 8 ] : 12–15}

El cohete Atlas utilizado para la misión MA-9 presentaba varias mejoras técnicas, sobre todo un sistema de propulsión optimizado con un ignitor hipergólico que eliminaba la necesidad de mantenerlo en tierra durante el lanzamiento para evitar una combustión irregular. Tras siete lanzamientos exitosos consecutivos del programa Mercury, los fallos de los primeros tiempos parecían un recuerdo lejano a principios de 1963, y los funcionarios de la NASA tenían una gran confianza en el Atlas, que eclipsaba su historial de lanzamientos aún irregular. En la primera reunión del año de altos funcionarios del MSFC (11 de enero), Walter Williams señaló que la Fuerza Aérea aún no había proporcionado una explicación para dos fallos del Atlas F ocurridos durante la segunda mitad de 1962. Hasta que los comités de investigación publicaran sus conclusiones y exculparan al Atlas D, el vuelo de Cooper podría retrasarse. Durante los siete meses transcurridos entre los vuelos de Schirra y Cooper, se produjeron cinco fallos de vehículos Atlas D (uno de ellos un Atlas-Agena , y el resto pruebas operativas de misiles balísticos intercontinentales). La NASA no bajó la guardia con respecto al Atlas, a pesar del reciente éxito del Proyecto Mercury. ^{[ 2 ] : 489–490}

Cuando el Atlas 130D salió de fábrica el 30 de enero, se descubrió que tenía el cableado dañado y tuvo que ser enviado de vuelta para su reparación. En su primera conferencia de prensa el 8 de febrero, Gordon Cooper admitió no saber mucho sobre los problemas del propulsor y se centró en cambio en las mejoras realizadas a su cápsula Mercury. El numeroso equipo y los consumibles añadidos para la misión de un día aumentaron considerablemente el peso de Faith 7; ahora pesaba más de 3000 libras (1400 kg) . ^{[ 2 ] : 490} 

El 15 de marzo, el Atlas salió de la fábrica por segunda vez y pasó las pruebas con excelentes resultados; los ingenieros de Convair expresaron su confianza en que este "era su mejor avión hasta el momento". Los actuadores del propulsor se desplazaron ligeramente para evitar una recurrencia del transitorio de giro de despegue que ocurrió en Mercury-Atlas 8. ^{[ 2 ] : 491} Se hicieron varias modificaciones menores al 130D como resultado de los hallazgos posteriores al vuelo de los lanzamientos fallidos del Atlas durante el año anterior. Estas incluyeron agregar un revestimiento de plástico al interior de las turbobombas para evitar que las palas de la turbina rozaran contra la carcasa y provocaran una explosión por una chispa de fricción, mejoras en el cableado del programador y medidas adicionales tomadas para evitar la posibilidad de que se produjera un incendio en o alrededor de la sección de empuje.

Los motores MA-2 mejorados presentaban cabezales de inyector con deflectores y un encendedor hipergólico, eliminando cualquier preocupación sobre la combustión irregular o la necesidad de un tiempo de espera antes del despegue. Por lo tanto, los sensores RCC (Corte de Combustión Irregular) en el 130D funcionaban en bucle abierto y solo con fines cualitativos. El propulsor ahorrado al no realizar el tiempo de espera de tres segundos permitiría una combustión del propulsor más prolongada. En Mercury-Atlas 8, se extrajeron 112 galones de combustible antes del lanzamiento y, por lo tanto, una combustión prolongada no fue posible incluso eliminando la espera, ^{[ 9 ]} pero en este vuelo habría suficiente propulsor para extender el tiempo de combustión.

A las 8:04:13  a. m. EST , 15 de mayo de 1963, ^{[ 3 ] : 44} Faith 7 fue lanzado desde el Complejo de Lanzamiento 14. A T+60 segundos, el Atlas inició su programa de cabeceo. Poco después, MA-9 pasó por Q máximo . A T+2 minutos 14 segundos, Cooper sintió el BECO (Apagado de los Motores Propulsores) y la separación de etapas. ^{[ 1 ] : 103} Los dos motores propulsores del Atlas se habían quedado atrás. La Torre de Escape de Lanzamiento fue entonces desechada. A T+3 minutos, la presión de la cabina se selló a 5,5 psi (38 kPa) . Cooper informó: "Faith 7 está listo". ^{[ 2 ] : 494}  

Aproximadamente a los T+5 minutos se produjo el SECO (Apagado del Motor de Sustentación) y Faith 7 entró en órbita a 17.547  mph (7.844  m/s). Después de que la nave se separara y girara para alcanzar la actitud orbital , Cooper observó cómo el Atlas agotado se quedaba rezagado y giraba durante unos ocho minutos. Sobre Zanzíbar , en la primera órbita, supo que los parámetros orbitales eran suficientes para al menos 20 órbitas. Mientras la nave pasaba sobre Guaymas, México, aún en la primera órbita, el comunicador de la cápsula, Gus Grissom, le dijo a Cooper que las computadoras de tierra indicaban que estaba "listo para siete órbitas". ^{[ 2 ] : 495}

El rendimiento del Atlas fue excelente en general. El sistema de propulsión mejorado funcionó correctamente, con un empuje del motor propulsor ligeramente superior al nominal. Se observó un movimiento de propulsor medible entre T+55 y T+120 segundos, causado por ganancias del piloto automático ligeramente inferiores a las nominales. La trayectoria de vuelo fue ligeramente más elevada de lo normal debido a que el voltaje de CC en el sistema eléctrico del propulsor era aproximadamente 0,7 voltios superior al normal, pero esto fue contrarrestado por el rendimiento del motor propulsor, superior al nominal. El BECO tuvo lugar a los T+132 segundos, la eyección de la torre de escape a los T+141 segundos y el SECO a los T+303 segundos. ^{[ 1 ] : 103}

Al comienzo de la tercera órbita, Cooper revisó su lista de 11 experimentos programados. Su primera tarea consistía en eyectar una  esfera de seis pulgadas (152 mm) de diámetro, equipada con luces estroboscópicas de xenón , desde la punta de la nave espacial. Este experimento estaba diseñado para probar su capacidad de detectar y seguir una baliza intermitente en órbita. A las 3 horas y 25 minutos, Cooper accionó el interruptor y oyó y sintió cómo la baliza se desprendía de la nave. Intentó ver la luz intermitente al anochecer y durante el paso nocturno, pero no lo logró. En la cuarta órbita, sí detectó la baliza y la vio pulsar. Cooper informó a Scott Carpenter en Kauai , Hawái : «Estuve con el pequeño bribón toda la noche». También detectó la baliza en su quinta y sexta órbita. ^{[ 2 ] : 495}

También en la sexta órbita, aproximadamente a las 9 horas T+9, Cooper instaló las cámaras, ajustó la actitud de la nave espacial y activó los interruptores para desplegar un globo atado desde la nariz de la nave. Se trataba de un globo de película de PET de 762 mm (30 pulgadas) pintado de naranja fluorescente, inflado con nitrógeno y sujeto a un cable de nailon de 30 m (100 pies) desde el contenedor de la antena. Un sensor de tensión en el contenedor de la antena mediría las diferencias en la resistencia atmosférica entre el perigeo de 160 km (100 millas ) y el apogeo de 260 km (160 millas) . Cooper intentó varias veces eyectar el globo, pero no lo logró. ^{[ 2 ] : 496}    

Cooper superó el récord orbital de Schirra en la séptima órbita mientras realizaba experimentos de radiación. Tras 10 horas, la estación de seguimiento de Zanzíbar informó a Cooper que el vuelo estaba autorizado para completar 17 órbitas. Cooper orbitaba la Tierra cada 88 minutos y 45 segundos con una inclinación de 32,55 grados respecto al ecuador. ^{[ 2 ] : 496}

Su período de descanso programado fue durante las órbitas 9 a 13. Cenó gachas de carne asada en polvo y agua, tomó fotografías de Asia e informó sobre el estado de la nave espacial. Cooper no tenía sueño y durante la órbita 9 tomó algunas de las mejores fotos de su vuelo. Fotografió las tierras altas del Tíbet y el Himalaya . ^{[ 2 ] : 497}

Durante el vuelo, Cooper informó que podía ver carreteras, ríos, pequeños pueblos e incluso casas individuales si las condiciones de iluminación y el entorno eran las adecuadas. Esto fue confirmado posteriormente por las tripulaciones de Gemini, compuestas por dos personas (entre las que se encontraba Cooper). Cooper durmió intermitentemente durante las siguientes seis horas, entre las órbitas 10 y 13. Se despertaba de vez en cuando para tomar más fotografías, grabar informes de estado y ajustar el control de temperatura de su traje espacial, que constantemente se calentaba o se enfriaba demasiado. ^{[ 2 ] : 497}

En su decimocuarta órbita, Cooper evaluó el estado de la nave espacial. El suministro de oxígeno era suficiente. El combustible de peróxido para el control de actitud estaba al 69 por ciento en el tanque automático y al 95 por ciento en el manual. En la decimoquinta órbita, dedicó la mayor parte del tiempo a calibrar equipos y sincronizar relojes. ^{[ 2 ] : 499}

Cuando entró en la noche en la decimosexta órbita, Cooper inclinó la nave espacial para seguir lentamente el plano de la eclíptica. A través de la ventana de la nave espacial observó la luz zodiacal y la capa de brillo nocturno de la atmósfera . Tomó fotografías de estos dos fenómenos de "luz tenue" desde Zanzíbar , a través del lado nocturno de la Tierra, hasta la isla de Cantón . Posteriormente se descubrió que las fotografías habían sido sobreexpuestas, pero aún contenían datos valiosos. ^{[ 2 ] : 499} Cooper obtuvo fotografías del norte de África, la península arábiga y el este de la India, Birmania y la región del Himalaya, así como algunas imágenes del océano Pacífico e Índico.

Las condiciones meteorológicas a nivel mundial durante el vuelo fueron extremadamente favorables, con la mayoría de las regiones de la Tierra sobrevoladas por la nave espacial dominadas por zonas de alta presión ; en los tres vuelos anteriores, solo el Sáhara Occidental y el suroeste de Estados Unidos estuvieron despejados. No obstante, la bruma y la contaminación atmosférica dificultaron la visibilidad de Cooper; a pesar de sobrevolar Los Ángeles y Calcuta , no pudo ver ninguna de las dos ciudades debido al esmog . ^{[ 11 ]}

Al inicio de la órbita número 17, mientras sobrevolaba Cabo Cañaveral , Florida , Cooper transmitió imágenes de televisión en blanco y negro de escaneo lento al Centro de Control Mercury . ^{[ 12 ]} La imagen mostraba una figura fantasmal del astronauta. En la imagen borrosa, se podían ver un casco y mangueras. Fue la primera vez que un astronauta estadounidense enviaba imágenes de televisión desde el espacio. ^{[ 13 ]}

En las órbitas 17 y 18, Cooper tomó fotografías infrarrojas del clima y fotos del horizonte terrestre durante la puesta de la luna. También reanudó las mediciones de radiación con el contador Geiger . Cantó durante las órbitas 18 y 19, y se maravilló con la vegetación de la Tierra. Habían transcurrido casi 30 horas desde el despegue. ^{[ 2 ] : 500}

En la órbita 19, la primera señal de problemas apareció cuando se encendió la luz de 0,05  g (0,5  m/s² ⁾ de la nave espacial . Sin embargo, resultó ser un indicador defectuoso y la nave espacial no estaba reingresando . ^{[ 1 ] : 13} En la órbita 20, Cooper perdió todas las lecturas de actitud . En la órbita 21 se produjo un cortocircuito en la barra colectora que alimentaba el inversor principal de 250 VA (115 V, 400 Hz). Esto dejó al sistema automático de estabilización y control sin energía eléctrica.

En la órbita número 21, John Glenn, a bordo del buque de seguimiento Coastal Sentry Quebec, cerca de Kyushu , Japón , ayudó a Cooper a preparar una lista de verificación revisada para el encendido de los retropropulsores. Debido a las fallas del sistema, muchos de los pasos tendrían que realizarse manualmente. Solo Hawái y Zanzíbar estaban dentro del alcance de la radio en esta última órbita, pero las comunicaciones eran buenas. Cooper notó que el nivel de dióxido de carbono estaba aumentando en la cabina y en su traje espacial. Le dijo a Carpenter mientras sobrevolaba Zanzíbar: "Las cosas se están complicando un poco". A pesar de los problemas, Cooper se mantuvo sereno y tranquilo. ^{[ 2 ] : 500}

Cooper no tuvo mucho apetito durante el vuelo y solo comió porque estaba programado. Los recipientes de comida y el sistema dispensador de agua resultaron poco prácticos y no pudo preparar adecuadamente los paquetes de comida liofilizada, por lo que limitó su consumo a comida en cubos y sándwiches pequeños. A Cooper le resultó desagradable la comida en cubos, lo que contribuyó a su falta de apetito. No tuvo dificultad para orinar durante el vuelo y el sistema de recolección de orina funcionó bien, aunque transferir la orina a las bolsas de almacenamiento en la estrecha cápsula resultó difícil. Cooper tomó varias siestas durante el vuelo, de aproximadamente una hora cada una. Experimentó cierta incomodidad debido a la compresión de sus rodillas por el traje de presión, que alivió moviendo ligeramente los pies hacia arriba. Poco antes del reingreso, Cooper cumplió con la orden de tomar una tableta de dextroanfetamina para asegurar su estado de alerta; informó no haber sentido somnolencia durante el resto del vuelo. ^{[ 14 ]}

Al final de la órbita 21, Cooper volvió a contactar con Glenn en Coastal Sentry Quebec . Informó de que la nave espacial estaba en actitud retro y manteniéndola manualmente. La lista de verificación estaba completa. Glenn dio una cuenta atrás de diez segundos para el encendido de los retrocohetes. Cooper mantuvo la nave espacial alineada con un ángulo de cabeceo de 34° hacia abajo y encendió manualmente los retrocohetes en "¡Mark!". ^{[ 2 ] : 500, 501}

Cooper había dibujado líneas en la ventana para mantenerse alineado con las constelaciones mientras pilotaba la nave. Más tarde dijo que usó su reloj de pulsera para cronometrar el encendido y sus ojos para mantener la orientación . ^{[ 15 ]}

Quince minutos después, Faith 7 aterrizó a solo cuatro millas (6  km) del buque de recuperación principal, el portaaviones USS Kearsarge . Este fue el aterrizaje más preciso hasta la fecha, a pesar de la falta de controles automáticos. Faith 7 aterrizó a 70 millas náuticas (130 km) al sureste de la isla Midway , en el océano Pacífico . ^{[ 1 ] : 277} Esto sería cerca de 27°30′N 176°15′W / 27.500°N 176.250°W / 27.500; -176.250 . 

El amerizaje se produjo a las 34 horas, 19 minutos y 49 segundos después del despegue. La nave espacial se inclinó momentáneamente en el agua y luego se enderezó. Los helicópteros lanzaron nadadores de rescate y transmitieron la solicitud de Cooper a un oficial de la Fuerza Aérea para que le permitieran ser izado a bordo del portaaviones de la Armada. El permiso fue concedido. Cuarenta minutos después, la escotilla explosiva se abrió en la cubierta del Kearsarge . Cooper salió de Faith 7 y fue recibido calurosamente. ^{[ 16 ]}

El examen médico posterior al vuelo de Cooper reveló que estaba ligeramente deshidratado y que experimentó cierto grado de hipotensión ortostática debido a haber permanecido sentado en la cápsula durante todo el día, pero aparte de eso, no se observaron otros efectos significativos del vuelo. ^{[ 1 ] : 299}

El presidente John F. Kennedy le otorgó a Cooper la Medalla al Servicio Distinguido de la NASA en la Casa Blanca el 21 de mayo de 1963. ^{[ 17 ]} Ese mismo día, también se dirigió a una sesión conjunta del Congreso de los Estados Unidos. ^{[ 18 ]} Los logros de la misión Mercury 9 y del astronauta Gordon Cooper fueron celebrados en la ciudad de Nueva York con un desfile de confeti en el Cañón de los Héroes (Broadway) el 22 de mayo de 1963, con la asistencia de millones de personas. ^{[ 19 ]}

Tras la misión MA-9, se debatió nuevamente la conveniencia de realizar un vuelo más del programa Mercury, el Mercury-Atlas 10 (MA-10). Se propuso como una misión de tres días y 48 órbitas, que sería pilotada por Alan Shepard en octubre de 1963. Finalmente, los funcionarios de la NASA decidieron que era hora de pasar al Proyecto Gemini y el MA-10 nunca se llevó a cabo. ^{[ 20 ]}

El programa Mercury había cumplido todos sus objetivos.

La nave espacial Faith 7 se exhibe actualmente en el Centro Espacial de Houston , Houston, Texas. ^{[ 21 ]}