導入
マーキュリー計画は、人間を宇宙に送り込んだ最初のアメリカの宇宙計画でした。この計画は、米国宇宙機関NASA創設の数日後の 1958 年に打ち上げられ、1963 年に完了しました。この計画の目標は、人間を地球周回軌道に乗せ、無重力状態が人体と身体に及ぼす影響を研究することでした。宇宙船とその乗組員のための信頼できる回収システムを開発する。
1959 年から 1963 年の間に 6 回の有人宇宙飛行 (および宇宙飛行士なしの飛行 19 回) が行われました。そのうち 2 回はマーキュリー レッドストーンロケットで打ち上げられた準軌道飛行、4 回はアトラス ロケットで打ち上げられた軌道飛行です。アラン・シェパードが搭乗したマーキュリー3号ミッション（1961年5月5日）は、アメリカ初の有人宇宙飛行であり、最高速度186kmの弾道軌道を飛行した。最初の軌道飛行は1962 年 2 月 20 日にマーキュリー 6 (乗組員ジョン・グレン) によって行われ、地球の周りを 3 周しました。 6 回目の有人ミッションは最長でした。マーキュリー 9 号カプセル (ゴードン クーパー乗組員) は、約 36時間で 22 周回の軌道を移動しました。マーキュリーカプセルには時折深刻な障害が発生する場合がありますが、プログラムには障害が発生しません。
マーキュリー・カプセルは、最小限の1.5 トンの円錐形の宇宙船で、宇宙飛行士1 人を収容できるように設計されており、軌道上に投入された後は限られた操縦を可能にする方向転換モーターと、宇宙大気圏への再突入のための逆ロケットを備えていました。円錐形の底部にはアブレーション材料でできた熱シールドが設置されており、これにより容器は大気の緻密な層への非常に高速な大気圏再突入によって生じる温度に耐えることができた。船の上部にある救助タワーは、ロケットが推進段階で故障した場合にマーキュリーカプセルを脇に移動できるようにするためのものでした。船は外海で回収された。
マーキュリー計画の後には、アポロ計画に必要な宇宙飛行技術やテクノロジーを開発するために、より洗練された宇宙船を使用するジェミニ計画が続きました。
歴史的
コンテキスト
技術的な選択肢
NASAの誕生
プロジェクト・マーキュリーの発足
マーキュリー計画は、NASA 創設の 6 日後の 1958 年 10 月 7 日に正式に開始され、1959 年 2 月 15 日にその洗礼名が与えられました。
水銀カプセルメーカーの選択
アポロ宇宙船の暫定仕様書は10月末に宇宙タスクグループから約40社に送付され、11月初旬に宇宙船の設計に関するアイデアを交換する会議が開催された。討論中、ファジェ氏は、逆噴射ロケットと「ヒートシンク」タイプの熱シールドを装備した、搭載面のない船舶に関する限り、いかなる提案も認められると明言した。 50 ページの仕様書が11 月中旬に関心のある企業 19 社に送信され、12 月中旬に返答が予定されています。
ラングレー社の技術提案に基づいて 8 社が認定されました。 1月初め、NASA参謀本部は、この規模のプロジェクトを指揮する能力と、他の優先プロジェクトへの関与の欠如を理由に、最終候補者の中からマクドネル氏を選出した（この基準は、もう一人の最終候補者グラマン氏を失格にする基準）。 NASAとマクドネルがその直後に署名した最初の契約では、推定コスト1,830万ドルに手数料115万ドルが追加されていたが、その後大幅に変更された。当初は同じ12個のマーキュリーカプセルが必要だったが、最終的にはミッションごとに20個の個別カプセルが必要となった。 。
ミッション追跡地上施設
マーキュリー計画の開始時から、NASA は飛行中のマーキュリー探査機を監視し支援するために、地球上にステーションのネットワークを構築することを決定しました。 NASA が設立前に確立した仕様によれば、導入されたシステムは次のことを可能にする必要があります。
- 船舶の位置を決定し、通常のミッション進行またはミッション中断の場合の軌道パラメータを計算します。目的は、できるだけ早く挿入軌道を制御し、逆流ロケットの正確な始動の瞬間を計算して、着陸中に最大の精度を達成することです。
- 最初の回転中に 2 つの受信局間で 10分を超えない中断があり、各局で少なくとも 4 分間の中断のない通信で無線通信し、テレメトリを受信します。
- 地上からリモートコントロールを送信し、打ち上げや軌道投入の重要な段階で宇宙船の再突入やミッションの中止を自動的にトリガーします。
- 地上局と 2 つのマーキュリー管制センター間の地上通信を確保します。
ネットワークを構成するために選択されたステーションの位置は、水星探査機がたどる軌道から導き出されます。これは、複数の地理的、技術的、政治的考慮事項に基づいて設定されます。それぞれの革命では、すでに利用可能な良好な無線およびレーダーの受信範囲の恩恵を受けるために、米国領土上空をできるだけ長時間飛行できるようにする必要があります。着陸は大西洋で行われなければなりません。マーキュリーカプセルの回収のために設置されたシステム（船、飛行機）はフロリダからアフリカの海岸まで広がっています。 NASA はすべての制約を考慮した結果、アメリカ軍に属する既存の 8 つのステーションを含む 18 のステーションでネットワークを構成することを決定しました。駅は、場合によっては困難な政治交渉（メキシコ）を経て、ナイジェリア、ザンジバル、メキシコ、イギリス、カナリア諸島、バミューダなどの外国領土に建設されます。 2 つの移動局が船に搭載されており、海上の部分的なカバーを提供します。すべてのステーションが無線リンクを提供できますが、船舶の位置と軌道を決定するレーダーを備えているのは 11 ステーションだけです。マーキュリー カプセルから送信されたテレメトリを収集するために 16 のステーションが使用されます。ステーションは、特に100,000 kmの標準速度電話回線と25,000 kmの高速回線を含む、大部分がリースされた電気通信ネットワークによってコントロール センターに接続されています。ステーションの建設は、1959 年 5 月に入札が行われた後、下請けに発注されました。進捗状況は、STG とは別の NASA の 2 つの組織によって監督されました。ステーションによって収集および送信されたすべての情報は、この機会に設立された 2 つのセンターによって使用されます。
- 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(MCC) は、マーキュリーミッションの制御と監視を担当しています。
- メリーランド州グリーンベルトのゴダード宇宙飛行センターに設置されたコンピューティングおよび通信センターは、通信を制御し、打ち上げから着陸までのミッションに必要なコンピューティング機能 (コンピューター) を提供します。
最も強力なレーダーの最大射程は900 kmです。水星探査機の移動速度が非常に速いため、レーダーがカプセルを捕捉できるようにするための特別な技術の開発が必要でした。地上からコマンドを送信するために使用される周波数は、悪用を防ぐために秘密にされます。送信される量を制限するために、テレメトリの一部は送信されず、船上で磁気テープに記録されます。ステーションに送信されるデータは2 つのチャネル (冗長性) を介して送信され、磁気テープに記録されます。管制センターに設置されたコンピューター (2 つのIBM 7090トランジスターと 2 つのIBM 709真空管) は、ステーションによって収集されたデータからリアルタイムで軌道と再突入の軌道を計算するために使用されます。
このネットワークは、事前にデジタル化されたデータをコンピュータでリアルタイム処理し、コンピュータの結果をほぼ即座に返すことにより、地球の端から端まで情報を高速で転送する、この規模のネットワークとしては初めてのものです。複数のサイトに分散したオペレータによる計算。このネットワークの建設は、マーキュリー計画の 2 番目に大きな支出項目です (1959 年の時点で 4,100 万ドル、または計画の総費用の 10%)。初の無人飛行ではシステムの修正・調整が可能となり、有人飛行中に大きな障害は発生しなかった。